ŻYWNOŚĆ GENETYCZNIE ZMODYFIKOWANA

Transkrypt

1 ŻYWNOŚĆ GENETYCZNIE ZMODYFIKOWANA Paula Drewniak Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie Streszczenie Praca wyjaśnia czym są organizmy transgeniczne i jaka jest ich historia. Przeprowadzona analiza dotyczy m. in. takich aspektów tematu jak hodowla organizmów transgenicznych, stosowane metody mutacji genetycznych, statystyka dotycząca powszechności upraw i spożycia poszczególnych rodzajów żywności modyfikowanej genetycznie w Polsce i na świecie. W pracy przedstawiono liczne przykłady organizmów transgenicznych także tych, które zostały stworzone w Polsce. Autor przytoczył sondaże opinii społecznej obrazujące nastawienie Polaków do tematu GMO. W podsumowaniu, opierając się na obszernym piśmiennictwie, przedstawiono wady i zalety żywności modyfikowanej genetycznie. 1. Wstęp Biotechnologia (gr)- bios- życie, technos- technika, logos- myślenie Biotechnologia zgodnie z definicją przez Europejską Federacją Biotechnologii (EFB), której Polska jest członkiem, określona jest mianem integracji nauk przyrodniczych i inżynieryjnych w celu zastosowania organizmów, komórek lub ich części oraz molekularnych analogów do pozyskiwania produktów i usług. 1 Biotechnologia można podzielić na: biotechnologię białą, biotechnologie zieloną. Biotechnologia biała odnosi się do przemysłu i ochrony środowiska. Oparta jest na biokatalizie i bioprocesach wykorzystujących żywe komórki: drożdże, pleśnie, bakterie. 1 S. Malepszy, Biotechnologia roślin, Warszawa 2001, s.16 ISSN , Nr 2 (3) 2010, s

2 Biotechnologia zielona ma zastosowanie w rolnictwie w celach spożywczych i niespożywczych. Służy do ulepszania roślin uprawnych przez wprowadzanie genów warunkujących powstanie w tych roślinach nowych cech, które będą miały znaczenie w ochronie roślin, lub podniosą ich wartości odżywcze albo przetwórcze. 2. Historia Udomowienie roślin przez farmerów około 10 tys. lat temu doprowadziło do tak znacznych zmian genetycznych, że wiele z uprawianych roślin nie byłoby w stanie obecnie przeżyć w naturalnych warunkach. Zredukowana została również genetyczna różnorodność, jednak z ludzkiego punktu widzenia, te 10 tys. lat przyniosło pożądany skutek, ponieważ ten sam obszar uprawny, który kiedyś mógł wyżywić jedną osobę, może teraz wyżywić więcej niż 3 tysiące ludzi. Przez wieki rolnicy używali, z niemałym powodzeniem, metod prób i błędów, aby wyselekcjonować odpowiednie gatunki, rodzaje i odmiany roślin. Wraz z odkryciem zasady dziedziczenia przez Mendla, proces ten uległ znacznemu usprawnieniu. Profesjonalni hodowcy potrafili osiągnąć znacznie szybciej ilościowe i jakościowe korzystne cechy. Rozwój technik hodowlanych dający w rezultacie ulepszone gatunki roślin i zwierząt hodowlanych bazował nie tylko na klasycznej selekcji, ale również na procesach takich jak selekcyjne krzyżowanie, hybrydyzacja, indukowana mutacja czy, stosowana do niedawna, fuzja protoplastów (manipulacje na zarodkach). Produkty tych procesów są obecnie powszechne i wszyscy spożywają pokarm w ten właśnie sposób zmodyfikowany. Około 30 lat temu w biologii pojawiły się nowatorskie techniki rekombinacji DNA i inżynieria genetyczna stała się nowym sposobem przeniesienia genów lub ich grup pomiędzy niespokrewnionymi gatunkami. Technologia ta umożliwiła np. przeniesieni genów bakteryjnych do roślin; pierwsze transgeniczne rośliny pojawiły się na rynku około 15 lat temu. Uprawia się przede wszystkim transgeniczną soję, kukurydzę, bawełnę oraz rzepak GMO GMO - organizmy zmodyfikowane genetycznie - organizmy transgeniczne - to rośliny, zwierzęta i drobnoustroje, których geny zostały celowo zmienione przez człowieka, w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych w skutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji. Pierwsze GMO zostało stworzone w 1973 przez Stanley Cohena i Roberta Boyer a

3 Rysunek 1- Stanley Cohen Źródło: 4. Rośliny transgeniczne Pierwsze rośliny GMO uzyskano w latach 80. XX w. Były to tytoń i petunia. Kolejną datą w historii roślin transgenicznych był rok 1994, kiedy to na rynek USA wprowadzono pomidory FlavrSavr. Pomidory te charakteryzowały się wolniejszym dojrzewaniem i mięknięciem owoców, przez co dłużej zachowywały świeżość oraz łatwiej można było je transportować. 3 Rok później wyprodukowano transgeniczną odmianę dyni odporną na wirusy, a w 1996 roku pojawiła się odmiana kukurydzy zawierająca gen Bt, dzięki czemu odporna była na szkodniki, oraz soja, która wykazywała tolerancję na pestycydy. W Polsce rośliny transgeniczne pojawiły się w 1997 roku i były to: kukurydza, ziemniaki, buraki pastewne i rzepak Zwierzęta transgeniczne Modyfikacje zwierząt nie są tak popularne, jak roślin, ze względu na trudności w samym procesie modyfikacji, który jest długi, skomplikowany i kosztowny. Pierwszym zwierzęciem transgenicznym była urodzona w 1980 roku mysz z genem hormonu wzrostu szczura. Od tego czasu, z każdym rokiem liczba transgenicznych zwierząt zwiększa się. Badania nad zwierzętami genetycznie modyfikowanymi prowadzi się zarówno w celach naukowych, jak i związanych z praktycznym ich wykorzystaniem. 4 Wykorzystanie praktyczne zwierząt transgenicznych skupia się na poprawie ich cech produkcyjnych (np. zmiania składu białka mleka, przyrost tuszy, polepszenie jakości mięsa i wełny) oraz wykorzystanie transgenicznych zwierząt jako bioreaktorów. W tym ostatnim przypadku są to modyfikacje mające na celu wytworzenie w organizmie zwierząt genetycznie zmienionych białek wykorzystywanych do produkcji leków. Po raz pierwszy udało się wyprodukować obce gatunkowo białko w gruczole mlecznym zwierząt transgenicznych w 1987 r. 5 Tak jak w przypadku roślin, modyfikacje zwierząt maja na celu poprawienie odporności na niektóre choroby (BSE, ptasia grypa). Modyfikowane są najczęściej krowy, kozy, owce, świnie. 3 S. Sowa, A. Linkiewicz, Rośliny genetycznie zmodyfikowane, w: Organizmy genetycznie modyfikowane, Poznań I. Wrześniowska-Wal, Żywność genetycznie zmodyfikowana, WUZ, Kolbuszowa Dolna L. Zwierzchowski, Biotechnologiczne wykorzystanie gruczołu mlecznego- perspektywy manipulacji genetycznych białkami mleka, Biotechnologia 1998, nr2 12

4 5. Metody modyfikacji genetycznych 5.1. Rośliny Rysunek 2 - Metody modyfikacji genetycznej roślin Źródło: Dwie najpopularniejsze metody modyfikacji genetycznych organizmów roślinnych. Wybrany gen może być dostarczony za pośrednictwem Agrobacterium mikroorganizmu infekującego rośliny (po lewej), albo poprzez związanie go do mikroskopijnych kuleczek złota lub wolframu i ostrzeliwanie nimi tkanek roślinnych. Na pożywkach przeprowadza się selekcję tych osobników, u których gen na stałe włączył się do chromosomu roślinnego, następnie rozpoczyna się eksperymentalną uprawę

5 5.2. Zwierzęta Rysunek 3 - Metoda modyfikacji genetycznej zwierząt Źródło: Projekt Enviropig jako przykład genetycznie modyfikowanych zwierząt. Od samicy pobierana jest zapłodniona komórka jajowa. W znajdujące się w niej przedjądrze męskie wstrzykuje się odpowiednio spreparowany gen fytazy zapożyczony od bakterii pałeczki okrężnicy E.coli. Komórkę umieszcza się w drogach rodnych matki zastępczej. Wynikiem są prosięta produkujące fytazę w śliniankach Statystyka Obecnie światowa powierzchnia upraw biotechnologicznych przekroczyła 100 milionów hektarów! Szacuje się, że wielkość areałów obsianych odmianami GMO zwiększyła się z 2,8 miniona hektarów w 1996 roku do 90 milionów hektarów w 2005 roku

6 W sumie ponad 20 krajów na całym świecie prowadzi uprawy GMO, z czego 7 krajów to gospodarki o wysokich dochodach, a pozostałe 14 to kraje rozwijające się. Aktualnie Hiszpania jest jedynym krajem UE, w którym wielkość upraw GMO do celów handlowych osiąga znaczący poziom. Prognozy mówią o 200 milionach hektarów i 20 milionach rolników zajmujących się żywnością transgeniczną do 2015 roku. Najwięksi producenci: USA - 63% Argentyna - 21% Kanada - 6% Brazylia, Chiny i RPA poniżej 5% Uprawia się przede wszystkim transgeniczną: soję - 62% kukurydzę - 21% bawełnę -12% rzepak - 5% 7. Kilka przykładów Kukurydza StarLink- dzięki dodaniu bakteryjnego genu, który wytwarza toksyny odstraszające produkuje specjalne owadobójcze białko o nazwie Cry9c, zapożyczone" od bakterii Bacillus thuringensis. Dzięki temu znacznie ogranicza się użycie środków owadobójczych => australijska bawełna z tym samym genem wymaga 48% mniej pestycydów w ogólnym rozliczeniu, a w przypadku środków stosowanych na samym początku sezonu redukcja sięga nawet 80% Odpowiednio manipulacje mogą również sprawić, że rośliny będą wymagać np. mniej wody do prawidłowego wzrostu lub niższych temperatur do uprawy niż ich naturalne odpowiedniki. W tym celu już w 1985 roku użyto bakterii Pseudomonas syringae zmodyfikowanej tak, aby blokowała białko, które promuje powstawanie kryształków lodu na roślinach. Dzięki innej manipulacji genowej naukowcy uzyskali dwa rodzaje trawy o różnej zawartości włóknika, dzięki czemu może być ona użyta zarówno jako roślina pastewna, jak i rekreacyjna (tzw. gazonowa). Złoty ryż" (Golden Rice), w którego ziarnach produkowany jest beta karoten, który po spożyciu może być zamieniony w organizmie w witaminę A. Choć nie rozwiązałby on całkowicie problemu źle zbalansowanej diety w biednych krajach, może stać się pomocny w jej uzupełnianiu i zapobiec np. dziecięcej ślepocie powszechnej w niedożywionej Azji. Enviropig - odpowiednio zmodyfikowane genetycznie prosięta produkują w swoich śliniankach fytazę enzym który rozkłada kłopotliwe formy fosforu (fosfor z odchodów trzody chlewnej jest głównym składnikiem zanieczyszczeń środowiska przedostaje się on przez glebę do wód 15

7 gruntowych powodując nadmierny rozrost mikroflory i poważną redukcję zasobów tlenu w zbiornikach). Korzyści są imponujące genetycznie zmodyfikowane świnie w porównaniu z normalnymi produkują 75% mniej fosforu w swoich odchodach, które mogą być użyte jako bezpieczny nawóz. Okazuje się również, że są tańsze w hodowli i wystarczy im dieta sojowa, gdyż przyswajają cały potrzebny fosfor niezbędny do prawidłowego wzrostu. Zwierzęta są zdrowe i mają podobne tempo wzrostu i charakterystykę rozrodczą do swych naturalnych odpowiedników. 8 Polscy naukowcy wyprodukowali sałatę zawierającą szczepionkę na wirusowe zapalenie wątroby typu B. 8. Zalety żywności genetycznie modyfikowanej GMO mogą być uprawiane na terenach, gdzie występują nieprzyjazne warunki klimatyczne takie jak: mróz, wysoka temperatura, susze, nadmiar promieniowania słonecznego, umożliwia uzyskanie wysokich plonów zmodyfikowanych roślin przy gorszych warunkach glebowych, zmniejszenie zużycia pestycydów; rośliny nie musza być spryskiwane chemikaliami. Rolnicy mniej pieniędzy przeznaczają na pestycydy, a do środowiska nie przedstawiają się trujące substancje, które przenikają do wód gruntowych, uzyskanie żywności o lepszych walorach smakowych czy zapachowych, przedłużenie trwałości żywności oraz ułatwienie składowania warzyw i owoców, które dłużej pozostają świeże; ma to duże znaczenie w transporcie, rośliny ozdobne maja intensywniejsza barwę, nowe kolory oraz lepszy zapach, zmodyfikowane genetycznie rośliny służą do produkcji biopaliw Wady żywności genetycznie modyfikowanej nie wiadomo, jaki skutek spowoduje spożywanie większej ilości transgenicznych roślin; obecnie badania wykazują, że konkretna roślina czy produkt nie przynosi uszczerbku na zdrowiu, ale nie wiadomo jak zareaguje nasz organizm, jeśli w diecie pojawi się kilka produktów mających w składzie modyfikowane substancje, wielu ludzi jest alergikami na żywność roślinną, która produkuje białka chroniące je przed chorobami i szkodnikami. Genetycznie modyfikowane rośliny są w taki sposób zaprojektowane, aby produkować zwiększone ilości tych protein, dlatego ryzyko alergii wzrasta, rośliny GMO zawierające gen warunkujący odporność na pestycydy mogą "przekazywać" swoje geny blisko rosnącym, dzikim, spokrewnionym z nimi roślinom. Przykładowo soja zmodyfikowana

8 genetycznie może skrzyżować się ze spokrewnionymi gatunkami i w ten sposób przekazać swoją odporność na chemiczne środki chwastobójcze innym roślinom, w tym także samym chwastom. Powstałe w ten sposób super chwasty ; będą wymagały większego użycia toksycznych środków chemicznych do ich zwalczani, technologicznie zmutowane rośliny nie przyniosą korzyści rolnikom w biednych regionach świata. Tak samo, jak nie stać ich na stosowanie pestycydów, nie będą w stanie kupić sadzonek drogich roślin transgenicznych, żywność zmodyfikowana ma mniejszą wartość odżywcza od żywności pochodzącej z gospodarstw ekologicznych, do tej pory dysponujemy garstka zweryfikowanych wyników badan dotyczących spożywania produktów genetycznie zmodyfikowanych. Jest jeszcze wiele niewyjaśnionych kwestii dotyczących słuszności ulepszania roślin i zwierząt oraz ich wpływie na środowisko i zdrowie człowieka. Długofalowe skutki wpływu GMO na ludzkie zdrowie są trudne do przewidzenia, GMO nie jest rozwiązaniem dla problemów rolnictwa i głodu na świecie. Inżynieria genetyczna jest technologia wysoce skomercjalizowana i narzucana z góry przez wielkie korporacje. Obecnie handel tego typu ziarnem, pasza i żywnością skoncentrowany jest w rękach kilku międzynarodowych korporacji, które kierują się chęcią zysku. Zezwolenie na sprzedaż ziaren kukurydzy modyfikowanej w Polsce uzależni naszych rolników od dostawców - monopolistów. Udowodniono także, że problem głodu na świecie nie jest spowodowany jej brakiem, lecz niewłaściwa dystrybucja, twierdzi FAO (Organizacja Narodów Zjednoczonych do Spraw Wyżywienia i Rolnictwa) Podsumowanie Niema jednoznacznych dowodów na negatywny wpływ żywności transgenicznej na ludzki organizm. Z drugiej zaś strony nie dowiedziono jej całkowitej neutralności. Potrzebne są dalsze badania by móc wyeliminować wszystkie niepewności

9 11. Bibliografia 1. S. Malepszy, Biotechnologia roślin, Warszawa S. Sowa, A. Linkiewicz, Rośliny genetycznie zmodyfikowane, w: Organizmy genetycznie modyfikowane, Poznań I. Wrześniowska-Wal, Żywność genetycznie zmodyfikowana, WUZ, Kolbuszowa Dolna S. Sowa, A. Linkiewicz, Rośliny genetycznie zmodyfikowane, w: Organizmy genetycznie modyfikowane, Poznań