Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Генетически модифицированные организмы (ГМО) - продукт научно-технического развития последних десятилетий. Современная биотехнология создала возможности внедрения человека в самые сокровенные механизмы природы, обеспечивающие сохранение и передачу наследственности от поколения к поколению. То, что создавалось миллионами лет как результат дарвиновской эволюции, ныне может подвергнуться и подвергается манипуляциям и изменениям, результаты и последствия которых не всегда можно с уверенностью предсказать. Такое развитие событий вызывает обоснованное беспокойство мировой общественности и ученых, видящих необходимость разработки и внедрения на международном уровне механизмов контроля за результатами биотехнологической деятельности, чтобы по возможности избежать ущерба природной среде, здоровью людей, а также негативных последствий для общества и экономики стран, в которые проникают ГМО и продукты, полученные из них. Особенно эта проблема актуальна для государств, в которых сельское хозяйство занимает существенную роль в национальной экономике.

1. Технология ГМО

1.1 Трансгенные растения

Биотехнологические проекты давно перешагнули из области научного знания в область промышленно-коммерческого использования. Научно-технический прогресс нашел применение результатам фундаментальных биологических и молекулярно-биологических исследований в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и фармацевтике, медицине и приборостроении. Особенно широко в последнее время эксплуатируются достижения генетики и молекулярной биологии в сфере производства новых сортов сельскохозяйственных растений и пород животных, обладающих новыми признаками, отсутствовавшими у родительских сортов и видов. Быстрое и массовое производство таких сортов, легкость и научная предсказуемость приобретения ими заданных свойств привели к их широкому использованию. Так в настоящий момент посевы ГМО (генетически модифицированных организмов) во всем мире занимают площади более 58 млн. гектаров. И, вместе с тем, в последние годы резко обозначился вопрос - насколько безопасны данные технологии, насколько адекватно соблюдаются Международные руководящие принципы безопасности ЮНЕП в области биотехнологии, принятые еще в 1995 году.

Генетически модифицированные (трансгенные) организмы можно определить как организмы, генетический материал которых (ДНК) изменен способом, недостижимым естественным путем в ходе скрещивания или рекомбинации. ГМО - это генно-инженерная химера, содержащая в своем генетическом аппарате фрагменты ДНК из любых других живых организмов (например, в растении могут «работать» гены насекомого, животного или даже человека).

Для получения ГМО используется «генная технология», или «технология рекомбинантных молекул», или «генная инженерия». Генная инженерия позволяет переносить отдельные гены из любого живого организма в любой другой живой организм. В природе подобный путь передачи генетической информации невозможен.

Цель получения ГМО - улучшение полезных характеристик исходного организма-донора (например, повышение устойчивости растения к гербицидам, насекомым и тому подобное) для снижения себестоимости продуктов. Технология создания ГМО в настоящее время крайне не совершенна, что является основным источником серьезных биологических и экологических рисков для человека, окружающей среды и всего мирового сообщества.

1.2 Процедура получения ГМО.

В настоящее время процедура получения ГМО включает в себя несколько основных этапов:

• Выделение и идентификация отдельных генов (соответствующих фрагментов ДНК или РНК), которые собираются перенести другим организмам. Для этого из организмов, обладающих такими генами, с помощью специальных химических методов выделяют нуклеиновые кислоты. Их разрезают на отдельные фрагменты, используя наборы ферментов-рестриктаз. Наибольшее значение имеют рестриктазы, способные разрезать нуклеиновые кислоты с образованием, так называемых липких (комплементарных) концов. Образующиеся фрагменты имеют короткие однонитчатые концы, состоящие из нескольких нуклеотидов. Если объединить в одной пробирке фрагменты ДНК любого происхождения (н-р, фрагменты плазмид бактерий и фрагменты животной или растительной ДНК), полученные с помощью одной и той же рестриктазы, дающей липкие концы, и добавить фермент - лигазу, то эти фрагменты соединятся между собой. В результате получится химерная (рекомбинантная) ДНК, которая может содержать фрагменты ДНК, выделенные из различных организмов или синтезированную искусственно. Описанная технология позволяет создавать на основе плазмид (или других типов векторов) сложные генетические конструкции, предназначенные для переноса в клетки других организмов.

• Клонирование (размножение) переносимого гена. Чтобы размножить созданные в пробирке немногочисленные химерные молекулы ДНК, векторы со встроенными в них фрагментами необходимо перенести в реципиентные клетки. Плазмидные векторы обычно вводятся в реципиентные клетки методом генетической трансформации. Особенно широкое распространение для клонирования векторных ДНК получила трансформация клеток кишечной палочки (E. сoli), основанная на совместной инкубации «компетентных» клеток бактерий (клетки способные к трансформации) и ДНК. В результате трансформации ДНК «поглощается» бактериальными клетками и автономно размножается в их цитоплазме (внутренняя среда клетки).

На селективной среде ведут отбор трансформированных бактериальных клеток, несущих какой-либо селективный маркер, который уже был на векторе или должен был появиться в процессе образования рекомбинантной молекулы.

Если, например, вектор содержал ген устойчивости к антибиотику ампицилину, то в селективную среду, добавляют этот антибиотик, и все выжившие клетки будут содержать данный вектор.

Для того, чтобы выяснить, несут ли трансформированные клетки рекомбинантную ДНК, из клеток выделяют векторную плазмиду и подвергают ее электрофорезу. Метод электрофореза основан, на принципе перемещения веществ в электрическом поле от одного полюса к другому со скоростью, зависящей от их размеров. С помощью этой простой техники можно в агарозном геле разделить, идентифицировать и очистить фрагменты векторной ДНК различной молекулярной массы.

• Перенос гена (или трансгенной конструкции) внутрь клетки и встраивание его в ДНК реципиентного организма. Основной способ переноса генов (генных конструкций) из клеток организма-донора в клетки организма-реципиента - это процесс трансформации. Трансформация включает в себя несколько основных этапов и требует соблюдения ряда условий: наличия трансформирующей ДНК; «компетентных» клеток; интеграции донорской (трансформирующей) ДНК в ДНК реципиента и экспрессии (работы) перенесенных генов. Существуют различные методы трансформации: путем гибридизации соматических клеток; инкубации реципиентных клеток с чужеродным генетическим материалом; микроинъекцией генетического материала в ядра клеток животных и других. Их применение, прежде всего, зависит от биологических особенностей организма-реципиента. Например, для трансформации клеток растений используют два основных метода (рисунок 1):

1) Трансформация растения с помощью, так называемой, Ti - плазмиды, несущей «целевой» ген, который доставляется в клетки с помощью почвенной бактерии (Agrobacterium tumifaciens). Ti - плазмида - это кольцевая молекула ДНК, содержащаяся в клетках Agrobacterium tumifaciens, вызывающей образование опухолей у растений при их заражении этой бактерией. При заражении бактериями растений, небольшой фрагмент Ti - плазмиды встраивается в геном растительных клеток, вызывает нарушение гормонального баланса и переход к неконтролируемому делению и росту, что и приводит к образованию опухоли.

«Целевой» ген, способный изменять то или иное свойство растения, встраивается генно-инженерными методами в Ti - плазмиду, которая затем переносится в агробактерию. В процессе совместного культивирования агробактерии и культуры клеток растения-хозяина Ti - плазмида попадает в клетки растений, а «целевой» ген с дополнительными фрагментами ДНК встраивается в растительный геном. Каждая такая клетка может быть, затем регенерирована в целое трансгенное растение, которое будет содержать генетическую информацию из двух или нескольких различных организмов. Это метод применяется для трансформации двудольных растений.

2) Метод биологической баллистики. В этом случае, на мельчайшие частицы вольфрама или золота напыляется ДНК, содержащая «целевой» ген. Затем эти частички с ДНК помещают в так называемую генную «пушку». В результате «выстрела» они с огромной скоростью «бомбардируют» клетки растений, проникая в их цитоплазму и ядра. Некоторые из этих клеток встраивают «целевой» ген в свою ДНК. Из каждой такой клетки может быть регенерировано новое трансгенное растение.

Рисунок 1 - Методы получения ГМО

• Выявление трансгенных клеток (организмов). Процесс переноса и включения в генетический материал клеток растений чужеродной ДНК происходит с достаточно небольшой частотой, в лучшем случае трансформированной оказывается 1 клетка на 1000. Поэтому необходимо каким-то образом отделить такие клетки от остальных создать для их деления и развития наиболее благоприятные условия. В этом случае вместе с «целевым» геном (н-р, устойчивости к гербицидам, вирусам и насекомым - вредителям) вводят и второй, так называемый селективный ген. Чаще всего для этого используют гены устойчивости к антибиотикам. Если после введения чужеродной ДНК поместить клетки на питательную среду с антибиотиком, то на ней способны будут расти только трансформированные клетки.

1.3 Методы идентификации ГМО.

Увеличение использования ГМО и их компонентов в производстве продуктов питания, сельскохозяйственных кормов и фармацевтических препаратов делает все более актуальным вопрос разработки эффективных методов идентификации трансгенной ДНК. В настоящее время наиболее разработаны и широко применяются методы обнаружения фрагментов чужеродной ДНК, основанные на использовании различных видов ПЦР (полимеразная цепная реакция).

ПЦР - это метод, который позволяет проверить генетический материал, выделенный из исследуемого образца, на наличие в его составе участка чужеродной или измененной ДНК и используется для получения множества копий непротяженных участков ДНК, специфичных для каждого конкретного белка, а также исследуемого генетически обусловленного признака.

В основе метода ПЦР лежит способность хорошо известных в молекулярной биологии ферментов, ДНК-полимераз, осуществлять направленный синтез второй, то есть комплементарной (спаренной) цепи ДНК, по имеющейся матрице одноцепочечной ДНК, наращивая небольшую олигонуклеотидную затравку (праймер), комплементарную участку этой матрицы, до размеров в несколько тысяч или даже десятков тысяч звеньев. Повышая температуру, можно добиться остановки реакции и последующей денатурации полученной ДНК, то есть разделения цепей полученной в ходе реакции двуцепочечной ДНК. Если в реакционной смеси присутствует избыток праймера, то, значительно снизив температуру, чтобы праймер мог вновь связаться с тем же самым комплементарным участком ДНК, и, добавив новую порцию фермента, можно вновь установить температуру, необходимую для реакции полимеризации, и, таким образом, проведя реакцию еще раз, увеличить количество ранее полученного продукта. Многократное, или как говорят, циклическое повторение этой процедуры позволяет наработать значительное количество копий участка ДНК, начинающегося с данного праймера. Один цикл ПЦР осуществляется за 1-2 минуты, так что в течение нескольких часов можно получить 100 млрд. копий (рисунок 2).

Рисунок 2 - Метод ПЦР

Кроме описанного метода ПЦР, для выявления трансгенных фрагментов ДНК используется целый ряд других методов:

• Методы обнаружения ГМО, основанные на исследовании трансгенных белков. Процесс создания ГМ растений основан на введении в клетки организма-реципиента чужеродных генных конструкций, обеспечивающих синтез новых белков. Появляющиеся в растении в результате генетической модификации белки могут служить маркерами генетической модификации. К этой группе методов относят различные иммунологические методики, основанные на использовании антител (особые белки, вырабатываемые иммунной системой организма в ответ на проникновение чужеродных организмов или их фрагментов), специфичных к маркерным белкам, используемым при создании ГМО.

• Хроматографические методы. Используются в том случае, когда генетическая модификация приводит к появлению и/или увеличению содержания специфических жирных кислот или триглицеридов. Использование подобного метода диагностики показана для растительного масла, полученного из ГМ-рапса.

• Методы спектроскопии. В ряде случаев генетические модификации могут приводить к изменению структуры растительных волокон при отсутствии видимых изменений в белковом или жирно кислотном составе. Подобный тип изменений наблюдается, например, у трансгенной сои линии 40-3-2 (Roundup Ready Soy).

• Технология ДНК-чипов. ДНК-чипы - это наборы из большого числа олигонуклеотидов на миниатюрных твердых подложках, предназначенные для анализа последовательности ДНК. Метод основан на том, что с помощью фотолитографии на небольшой поверхности размещают огромное число олигонуклеотидов (одноцепочечные фрагменты ДНК). Их число, а следовательно, и количество различных нуклеотидных последовательностей может превышать 1 млн. на 1 см2, их длина варьирует от 9-10 до 1000 нуклеотидов. После проведения ПЦР, полученные продукты реакции могут быть автоматически проанализированы методом гибридизации с меченными олигонуклеотидами на ДНК-чипах, что значительно ускоряет процесс идентификации трансгенной ДНК.

2. Развитие ГМО в мире и в России

2.1 Развитие ГМО в мире

Первые трансгенные продукты были разработаны еще в конце 80-х годов. С 1996 года общая площадь посевных площадей под трансгенными культурами выросла в 50 раз и в 2012 году составила 90 млн. га (17 % от общей площади). Наибольшее количество посевных площадей засеяно в США, Канаде, Бразилии, Аргентине и Китае. При этом 96 % всех посевных площадей принадлежит США. В мире допущено к производству 136 линий генетически модифицированных растений.

О непредсказуемости действия ГМ - организмов и их опасности предупреждали ученые многих стран. Еще в 2005 году было опубликовано Мировое заявление ученых об опасности генной инженерии, а затем и Открытое письмо ученых правительствам всех стран о введении моратория на распространение ГМО, которое подписали 828 ученых из 84 стран мира. Сейчас этих подписей во много раз больше. Экспериментальные исследования показали патологические изменения в органах животных и их потомства при добавлении в корм разных ГМ - культур. Так, британские исследователи выявили опасность для животных ГМ - картофеля, итальянские коллеги - ГМ - сои, австралийские ученые - ГМ - гороха, а французские - ГМ - кукурузы [4]. В ноябре 2008 года было опубликовано сообщение австрийских ученых о влиянии трансгенной кукурузы NK603xMON810 на мышей. Исследования были проведены на деньги правительства Австрии. В одном из самых длительных пищевых исследований на животных, которое когда-либо проводилось, выявили патологию внутренних органов, нарушение обменных процессов у мышей, которых подкармливали ГМ - кукурузой. Плодовитость животных была значительно снижена.

Эти работы ученым удалось опубликовать, но еще больше осталось неопубликованных исследований. Были сообщения о том, что добавление к корму ГМ - томатов стало причиной смерти части лабораторных крыс, а добавка к корму мышей ГМ - кукурузы привела к 100 % смертности их детенышей. Но эти данные очень быстро «закрыли». В первую очередь, это связано с тем, что компаниям-производителям невыгодна публикация отрицательных результатов. По данным, опубликованным в приложении Higher Education к британской газете Times, из 500 ученых, работающих в биотехнологической отрасли в Великобритании, 30 % сообщили, что были вынуждены изменить данные своих результатов по просьбе спонсоров. Из них 17 % согласились исказить свои данные, чтобы показать результат предпочтительный для заказчика, 10 % заявили, что их «попросили» об этом, пригрозив лишением дальнейших контрактов, а 3 % сообщили, что вынуждены были внести изменения, делающие невозможным открытую публикацию работ.

Когда фермеры покупают у компаний ГМ - семена, то дают подписку, что не имеют права отдавать их на исследования. Очень часто ГМ - семена не прорастают, и фермеры вынуждены их снова и снова закупать у производителей. Бесплодность семян привела к росту самоубийств среди фермеров в Индии. Им продавали смешанные семена (как традиционные, так и ГМ). Уже через два года они не смогли получить новый урожай: семена не прорастали, что и привело к самоубийствам фермеров (около 100 тыс. в год). В результате переопыления нормальные растения стали трансгенными и бесплодными. В свое время крупный производитель ГМ-культур компания «Монсанто» заявила, что через 10 - 15 лет все семена на планете будут трансгенными. В такой ситуации производители трансгенных семян могут устроить голод в любой точке мира (в том числе и в России), просто отказавшись продавать стране семена.

Пытаясь защититься от ГМ - культур многие страны ввели маркировку на продуктах с ГМО, или стали продавать их по очень низкой цене, а некоторые страны пошли по пути полного отказа от ГМ - культур и ГМ - продуктов, организовав зоны, свободные от ГМО (ЗСГМО). В настоящее время известно более 1300 зон в 35 странах мира, которые организовали ЗСГМО. Среди них почти все европейские страны. Совсем недавно в Европейском Союзе был опубликован доклад, в котором было отмечено, что трансгенные культуры за десять лет так и не принесли никаких выгод: они не увеличили прибыли фермеров в большинстве стран мира, не улучшили потребительские качества продуктов и не спасли никого от голода. Применение ГМ - культур лишь увеличило объем применения гербицидов и пестицидов, а не сократило их использование, как обещали биотехнологические корпорации. Они не принесли пользы окружающей среде, а, наоборот, привели к сокращению биоразнообразия. ГМ - растения являются нестабильными по целому ряду характеристик, оказывая неблагоприятное влияние на здоровье человека и животных. Негативный эффект может быть обусловлен и воздействием следовых количеств пестицидов, к которым ГМ - культуры устойчивы.

Интересно, что несколько штатов в США, в стране, которая является лидером по производству ГМО, стали сопротивляться выращиванию ГМ - культур и распространению ГМ - семян. Среди этих штатов, что удивительно, и штат Миссури, в котором находится главный офис биотехнологического гиганта «Монсанто». В последнее время в США началось активное сопротивление ГМ - культурам, причем на самом высоком уровне. Так, Министерство сельского хозяйства США запретило выращивать генетически модифицированные сорта риса. При этом уже посеянный рис по решению Министерства должен быть полностью уничтожен. Правительство США приняло решение в 2008 году значительно увеличить расходы на программы по контролю за качеством и безопасностью продуктов питания. Недавно решением суда была запрещена и трансгенная трава-полевица для гольфа и газонов.

В 2008 году ООН и Всемирный банк впервые выступили против крупного бизнеса и генетически-модифицированных технологий. В докладе, в подготовке которого участвовало около 400 ученых, говорится о том, что в мире производится больше еды, чем необходимо для того, чтобы прокормить все население планеты. Эксперты ООН убеждены, что в голоде сотен миллионов людей заинтересован крупный бизнес, который строит свою политику на создании искусственного дефицита продовольствия. Впервые ООН фактически осудила и использование в сельском хозяйстве генетически-модифицированных технологий, поскольку они, во-первых, не решают проблемы голода миллионов людей, а во-вторых, представляют угрозу здоровью населению и будущему планеты.

2.2 Развитие ГМО в России

На Российском рынке ГМ - продукция появилась в 90-е годы. В настоящее время в России разрешенными являются 16 линий ГМ - культур (6 линий кукурузы, 3 линии сои, 3 линии картофеля, 2 линии риса, 2 линии свеклы) и 5 видов микроорганизмов. Вроде бы разрешенных сортов немного, но добавляются они во многие продукты. ГМ - компоненты встречаются и в хлебобулочных изделиях, и в мясных, и в молочных продуктах. Много их и в детском питании, особенно для самых маленьких. Наиболее распространенной добавкой является ГМ - соя, устойчивая к гербициду раундапу (линия 40.3.2). Комиссия Государственной экологической экспертизы по оценке безопасности ГМ - культур, работающая в рамках Федерального закона от 23.11.1995 № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» (в редакции Федеральных законов от 12.02.2015 № 12-ФЗ), не признала ни одну из представленных для утверждения линий безопасной. Членами этой комиссии являются представители трех основных российских академий: РАН, РАМН и РАСХН. Благодаря этому в России выращивание ГМ - культур официально запрещено, а вот импорт ГМ - продуктов почему-то разрешен. Сейчас в стране много продуктов, которые содержат ГМ - компоненты, но все они без соответствующих маркировок, несмотря на подписанное В.В. Путиным в конце 2005 года дополнение к закону о защите прав потребителей об обязательной маркировке ГМ - компонентов. Проводимая проверка Институтом питания РАМН не соответствовала Методическим Указаниям по проверке ГМО, подписанным Г.Г. Онищенко, а в некоторых случаях полученные данные полностью расходились с выводам. Так, при экспериментальной проверке на крысах сортов американского ГМ - картофеля Рассет Бурбанк Институтом питания у животных наблюдались серьезные морфологические изменения в печени, почках, толстой кишке; понижение гемоглобина; усиление диуреза; изменение массы сердца и предстательной железы. В научной литературе появились статьи о взаимосвязи ГМО с онкологий. Возможно, что увеличение в последнее время в России числа онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта, особенно прямой кишки, связано с использованием ГМ - продуктов.

Действие ГМ - продуктов на человека совершенно не изучено, последствия непредсказуемы. В нашей стране по непонятным причинам практически не проводятся научные и клинические исследования и испытания влияния ГМО на животных и человека. Попытки провести такие исследования наталкиваются на огромное сопротивление. ГМО оказывают негативное влияние не только на человека, но и на растения, животных, полезные бактерии (например, бактерии ЖКТ (дисбактериоз), почвенные бактерии, бактерии гниения и др.), приводя к быстрому сокращению их численности и последующему исчезновению. Например, исчезновение почвенных бактерий приводит к деградации почвы, бактерий гниения - трупы не гниют, льдообразующих бактерий - резкому уменьшению осадков. К чему может привести исчезновение живых организмов, нетрудно догадаться - к ухудшению состояния окружающей среды, изменению климата, быстрому и необратимому разрушению биосферы.

2.3 Применение ГМО в сельском хозяйстве и потенциальные риски, связанные с их использованием.

Начиная с 80-х годов прошлого столетия, появились и стали выращиваться в коммерческих целях жизнеспособные в природных условиях трансгенные организмы. Полученные генно-инженерными методами формы (сельскохозяйственные сорта растений и породы животных, штаммы микроорганизмов и так далее) обладают целым рядом новых качеств (устойчивость к пестицидам, болезням и вредителям; длительность хранения и пищевая ценность) которые невозможно было бы передать методами традиционной селекции. Первые масштабные посевы ГМ - культур были произведены в 1996 году в США. На сегодняшний день число трансгенных сортов исчисляется сотнями и охватывает около 50 культивируемых видов растений, но лишь четыре культуры - соя, кукуруза, хлопчатник и рапс - составляют фактически 100% мировых посевов всех ГМ - культур. При этом общая площадь полей, занятых ГМ - культурами, составляет порядка 80 млн. га. Основная цель коммерческого использования ГМ - культур - это рост доходов фирм-разработчиков ГМ - культур за счет продажи посадочного материала, и сельхозпроизводителей за счет снижения издержек производства и увеличения продуктивности растений. Сторонники ГМ - технологий в сельском хозяйстве считают, что кроме финансовых выгод, выращивание трансгенных сортов растений несет ощутимые социальные и экологические выгоды, в том числе:

• увеличение сельскохозяйственной производительности и, таким образом, вклад в обеспечение глобальной продовольственной безопасности и сокращение бедности в развивающихся странах;

• сохранение биологического разнообразия, так как ГМ - технологии из-за высокой производительности требуют меньших сельскохозяйственных площадей;

• уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу за счет сокращения эксплуатации сельскохозяйственной техники, используемой для вспашки и обработки полей пестицидами;

• снижение химической загрязненности воды и почвы вследствие использования менее вредных для окружающей среды гербицидов;

• предотвращение эрозии почвы, поскольку использование ГМ - культур, устойчивых к гербицидам, позволяет перейти на щадящий (беспахотный) метод обработки почвы;

• увеличение биоразнообразия, за счёт использования сортов с избирательной устойчивостью к насекомым вредителям.

Однако многие из этих аргументов подвергаются сомнению и критике учеными и общественностью, поскольку при проверке заявленные эффекты часто не подтверждаются. В настоящее время, сложились несколько основных направлений создания и использования ГМ - культур, каждое из которых имеет как свои потенциальные преимущества, так и риски связанные с их использованием:

• Устойчивость (толерантность) к гербицидам. Устойчивость к гербицидам достигается за счет переноса культурным сортам мутантного бактериального гена почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens (CP4), отвечающего за синтез фермента, обуславливающего устойчивость к действию гербицида. Устойчивость трансгенного сорта к определенному гербициду (глифосату и глюфозинату) позволяет фермерам опрыскивать культуры этим гербицидом, уничтожая сорняки без вреда для самого культурного растения.

Потенциальные преимущества:

Ш Эффективное управление сорняками и увеличение доходов за счет снижения трудовых затрат.

Ш Уменьшение использования гербицидов за счет сокращения заявок на их поставки.

Ш Увеличение урожая за счет увеличения контроля над сорными растениями и повышение доходов.

Ш Использование новых (менее вредных) видов гербицидов взамен токсичных и химически устойчивых видов.

Потенциальные и реальные риски:

Ш Может произойти передача гена устойчивости к гербициду родственным диким видам, что позволит превратиться им в гербицидоустойчивые «суперсорняки». Это зависит от близости видов, с которыми трансгенные растения могут успешно скреститься. Например, в Индии устойчивость к гербицидам ГМ - рапса передалась дикой горчице, которая в результате стала важным сорняком рапса.

Ш ГМ - культуры сами могут стать «суперсорняками» и распространяться на другие территории, вытесняя другие культуры или скрещиваясь с ними.

Ш Увеличение использования специфических гербицидов на ГМ - полях может привести к появлению гербицидоустойчивых форм сорных растений. Уже известно более 40 видов сорных растений, которые очень быстро приобрели устойчивость к производным сульфонилмочевины (вид гербицида). Зарегистрирован ряд видов злаковых и бобовых сорняков устойчивых к глифосату. Например, из посевов ГМ - сои в США, через три года после их обработки глифосатом, была выделена устойчивая к гербициду популяция злостного сорняка мелколепестника канадского.

Ш Широкое распространение гербицидоустойчивых сортов увеличивает масштабы применения гербицидов и вытесняет альтернативные (органические) методы борьбы с сорной растительностью (например, многовидовые «поликультурные» севообороты, разные способы обработки почвы, безгербицидные технологии и так далее).

Ш Гранича с посевами фермеров, ведущих экологическое (органическое) производство и переработку, ГМ - культуры смогут опылять их и привести к генетическому загрязнению чужеродными генами, что принесет большой экономический ущерб.

Ш Снижение сортового разнообразия. Особо опасно выращивание ГМ - культур в центрах происхождения сельскохозяйственных культур. Например, если выращивать ГМ - рис в Китае, где зародилась эта культура, то из-за перекрестного опыления могут исчезнуть дикие сорта риса.

• Устойчивость к насекомым-вредителям. Устойчивость ГМ- культур к насекомым-вредителям достигается внесением гена, вызывающего выработку инсектицидного токсина (такого как токсин Bt из бактерии Bacillus thuringiensis). Bt-токсин представляет собой протеин (белок) с высокой избирательностью действия. Это значит, что Bt-протеин, выделенный из определенного штамма бактерии, способен поражать определенный вид насекомого-вредителя и не действует на других насекомых. Наибольших успехов в создании Bt-сортов удалось достичь на картофеле, кукурузе и хлопке.

Потенциальные преимущества:

Ш Уменьшение объема химического инсектицида, используемого во время посева.

Ш Повышение урожайности за счет уменьшения ущерба, приносимого вредителями и рост доходов фермеров.

Ш Сокращение основного ущерба «до» и «после» снятия урожая в результате использования инсектицидов, применяемых для предотвращения проникновения болезнетворных организмов в культуру.

Потенциальные и реальные риски:

Ш Произойдет передача гена устойчивости к насекомым - вредителям, родственным диким видам, что позволит им превратиться в инсектицидоустойчивые «суперсорняки». Вероятность этого зависит от близости видов, с которыми трансгенные растения могут успешно скреститься.

Ш Инсектицидные культуры будут уничтожать нецелевые (полезные) виды насекомых. Bt-токсин, выделяемый трансгенными формами картофеля поражает не только колорадского жука, но и 150 других видов насекомых, не поедающих картофель.

Ш Переход вредителей на новые культуры. Сорта растений, модифицированные с помощью ГМ - технологий, станут непривлекательными для вредителей (например, картофель с помощью Bt-токсина), то это может подтолкнуть вредителей к освоению новых, раннее массово не поражаемых таксономически близких видов растений (для колорадского жука - других пасленовых - томатов, перца, баклажанов).

Ш Нарушение естественного контроля вспышек численности вредителей. В природе у каждого вида есть естественные враги и паразиты, не позволяющие этому виду чрезмерно размножаться. Воздействие токсинов ГМ - растений на хищных и паразитических насекомых может привести к серьезным нарушениям в экосистемах, в том числе к неконтролируемым вспышкам численности одних видов и вымиранию других. Известны случаи нарушения процессов роста и жизнедеятельности представителей одного вида божьих коровок, основной пищей которых являлись личинки, выращенные на трансгенном картофеле.

Ш У насекомых-вредителей начнет развиваться устойчивость к инсектицидам, что со временем станет причиной снижения урожая и использования новых, более мощных, инсектицидов. Так, у фитонематоды Caenorhabditis elegans было обнаружено 10 мутантов, устойчивых к Bt-токсину.

Ш Гранича с посевами фермеров, ведущих экологическое (органическое) производство и переработку, ГМ - культуры смогут опылять их и привести к генетическому загрязнению чужеродными генами.

• Устойчивость к вирусным, грибковым и бактериальным болезням. Современные генно-инженерные технологии создания устойчивых к вирусам сортов растений базируются на использовании метода перекрестной защиты. Он основан на явлении повышенной устойчивости растений к агрессивным формам какого-либо вируса при условии, что они были заражены менее вредоносной формой того же самого вида вирусов.

Из всего разнообразия полученных вирусоустойчивых форм для коммерческого использования допущены сравнительно немногие: папайя, устойчивая к вирусу пятнистости; две формы цуккини, устойчивые к нескольким вирусам и сорта картофеля с комплексной устойчивостью к колорадскому жуку (Bt-ген) и к одному из вирусов картофеля: игрек вирусу (PVY) или вирусу скручивания листьев (PLRV).

Потенциальные преимущества:

Ш Сокращение потерь урожая, увеличение доходов сельхозпроизводителей.

Ш Снижение расходов на приобретение и использование пестицидов.

Потенциальные риски:

Ш Передача генов устойчивости к вирусам, бактериям и грибкам к родственным дикорастущим видам и возникновение устойчивых к болезням «суперсорняков».

Ш Возникновение новых форм вирусов. Вирусы могут стать более агрессивными и/или менее видоспецифичными (например, вирусы растений могут стать опасными для животных).

Ш Грибки и бактерии смогут выработать устойчивость против ГМ - культур, что потребует создания новых устойчивых к болезням трансгенных форм растений.

Ш Гранича с посевами фермеров, ведущих экологическое (органическое) производство и переработку, ГМ - культуры смогут опылять их и привести к генетическому загрязнению чужеродными генами.

• Улучшенные качественные характеристики. Создание трансгенных сортов растений с улучшенными качественными характеристиками основано на введении в геном растения дополнительных копий определенных собственных генов, что приводит к существенному ослаблению их активности. В свою очередь, это может привести к изменению качественных характеристик того продукта, в генетическом контроле биосинтеза которого задействованы данные гены. Так, трансгенные сорта картофеля с улучшенным качеством крахмала отличаются от традиционных высоким содержанием амилопектина (ветвистая форма молекулы крахмала) и низким уровнем амилозы (неветвистая форма молекулы крахмала). Это достигается за счет добавки инвертированной (перевернутой) копии гена амилазы.

Потенциальные преимущества:

Ш Появление дешевых источников жирных кислот для использования их в пищевых и технических целях.

Ш Получение более полезных по своим питательным свойствам продуктов.

Ш Снижение затрат на производство крахмала.

Ш Увеличение сроков хранения и реализации плодов.

Потенциальные риски:

Ш Неожиданные изменения качества сырья может поставить под угрозу безопасность продуктов питания.

Ш По комплексу белков, витаминов, незаменимых аминокислот пищевые трансгенные продукты будут такими же, как обычные или даже хуже.

Ш Ухудшатся экспортные возможности в страны, требующие этикетирования продуктов, полученных с использованием ГМО.

В целом существует два подхода к оценке потенциального риска использования любых трансгенных организмов.

Первый подход - ориентированный на продукт - основан на оценке опасности целевого продукта интродукции трансгена - целевого белка или целевого химического соединения. Не принимается во внимание, как создана генетическая модификация: традиционными методами генетики и селекции или генной инженерией. При этом руководствуются принципом: если продукт генетической модификации безопасен, кроме того, безопасен и реципиентный организм (организм, в который был введен чужеродный ген), то вероятность (риск), что из-за данной генетической модификации организм может стать опасным, вообще не рассматривается. Этот подход положен в основу концепции оценки риска, называемой «подобие по существу», и используется для оценки риска для людей, связанного с употреблением в пищу трансгенных растений.

Второй подход. В дополнение к первому подходу или самостоятельно используют второй подход. Он основан на всесторонней оценке всей процедуры генетической модификации и ответе на вопрос, не приобрел ли исходно безопасный реципиентный организм в процессе генетической рекомбинации каких-либо опасных свойств.

Таким образом, методология первого и второго подходов к оценке риска получения и использования как генетически модифицированных микроорганизмов, так и трансгенных растений до конца не разработана. Некоторые ученые-биологи утверждают: методы генной инженерии и традиционной генетической селекции практически идентичны. Однако выше приведенные данные о механизмах трансгенных переносов свидетельствуют, что растения, полученные с помощью двух разных технологий, аналогичными быть не могут. Отсюда следует: более «рискованными» для людей, по крайней мере на данный исторический период, являются трансгенные растения, полученные методом генной инженерии.

Заключение

трансгенный растительный полимеразный

Несмотря на многочисленные исследования об опасности ГМО, растет количество площадей с трансгенными культурами: пшеницей, соей, кукурузой, хлопком, картофелем, свеклой, табаком, помидорами и другим. На данном этапе развития биотехнологических исследований масштабное распространение ГМО является преждевременным и может представлять реальную угрозу существованию живых организмов на Земле. Любая научная проблема должна пройти свой путь развития, связанный со скрупулезными исследованиями и многочисленными проверками.

В связи с несовершенством применяемых технологий по созданию ГМО продукты их содержащие представляют серьезную опасность для здоровья и жизни человека. Для защиты населения и окружающей среды от плохо изученных ГМ-культур необходимо ввести обязательную маркировку ГМ-компонентов в продуктах питания, организовывать зоны, свободные от ГМО, закупать продукты в тех странах, которые не выращивают ГМ-культуры и не производят ГМ-продукты, активно развивать свое сельское хозяйство и производство, запретить использование и распространение уже разрешенных ГМ-культур до тех пор, пока не будет доказана и научно обоснована учеными разных стран мира их безопасность. Развитие экологически чистой и безопасной продукции должно стать приоритетным направлением для России, важным для сохранения населения нашей страны, природы и жизни на планете.

Литература

1. Федеральный закон от 23.11.1995 № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» (в редакции Федеральных законов от 12.02.2015 № 12-ФЗ).

2. Игнатьев И., Тромбицкий И., Лозан А. Генетически модифицированные организмы и обеспечение биологической безопасности: учебное пособие / И. Игнатьев, И. Тромбицкий, А. Лозан. - Кишинев: Экоспектр - Бендеры, 2007. - 60с.

3. Кузнецов В.В., Куликов А.М., Митрохин И.А., Цыдендамбаев В.Д. Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность: учебное пособие / В.В. Кузнецов, А.М. Куликов, И.А. Митрохин, В.Д. Цыдендамбаев. - М.: Экос-информ, 2004. - 68с.

Размещено на Allbest.ru