Czy wykorzystanie organizmów genetycznie modyfikowanych pozwoli nam spowolnić szkody? Czy jesteśmy gotowi stawić czoła nowym wyzwaniom biotechnologii?

Co to jest GMO?

Wraz z rozwojem nauki i postępem technologicznym, nowe metody tworzenia organizmów, które w żaden sposób nie mogłyby powstać na drodze naturalnej, przybierają tempa. Takie organizmy nazwane zostały GMO (ang. geneticaly modiffied organism). Ich zastosowanie rodzi wiele nadziei, ale jednocześnie spotyka się z głośnymi słowami krytyki oraz budzi kontrowersje przed możliwymi negatywnymi skutkami wprowadzenia do środowiska. Według Ministerstwa Środowiska GMO to „organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji”. Tłumacząc tę regułkę, GMO to każdy organizm (roślina, zwierzę, bakteria), w których za pomocą metod inżynierii genetycznej dokonano zmiany w genomie. Najczęściej zmiany te dotyczą wprowadzania ”nowych” genów, które naturalnie nie występują w ich zapisie genetycznym. Obecny poziom i znajomość technik biologii molekularnej i inżynierii genetycznej pozwala na wyizolowanie interesującego genu i przeniesienie go do genomu organizmu, który jest poddawany modyfikacji. Gen, który zostaje umieszczony w genomie innego gatunku, nazywa się transgenem. Wiedza ta pozwala na tworzenie różnych kombinacji i w połączeniu z informacjami na temat funkcji danego genu, pozwala na łączenie ich w dotąd nie spotykany sposób. Metoda znalazła zastosowanie w przenoszeniu genów między gatunkami odległymi ewolucyjnie np. między bakteriami i roślinami lub człowiekiem i bakteriami.


Uregulowania prawne

Wszelkie normy hodowli takich organizmów określane są przez instytucje państwowe. Obrót zmodyfikowanym materiałem siewnym obwarowany jest restrykcyjnymi wymaganiami prawnymi, które muszą być spełnione, aby można było taki materiał wywieźć poza granice danego państwa. W Polsce na obecną chwilę rozporządzenia wydaje Ministerstwo Środowiska oraz Ministerstwo Rolnictwa. Dodać należy również dyrektywy dotyczących uprawy oraz transportu produktów pochodzących z organizmów GM wydane przez Unię Europejską (m.in. Dyrektywa 2001/18 EC). Nadrzędnym aktem prawnym jest Protokół Kartageński mówiący o bezpieczeństwie biologicznym i bioróżnorodności. Pomimo sprzeciwu wielu krajów europejskich i tworzenia przez nich „stref wolnych od GMO”, Unia Europejska naciska na zmianę decyzji tych państw. Przykładem może być wyrok Europejskiego Trybunału Sprawiedliwości (ETS) sprzed dwóch lat w sprawie stworzenia takich stref przez Austrię. ETS stwierdził, że są one sprzeczne z prawem europejskim. Polska również jest „strefą wolną od GMO” przez co również spotyka się ze słowami krytyki ze strony Komisji Europejskiej.


Zastosowanie GMO

Jednymi z najczęściej wykorzystywanych organizmów poddawanym modyfikacjom genetycznym są rośliny, ponieważ są powszechnie dostępne, a i hodowla zajmuje niewiele czasu i jest znacznie mniej pracochłonna. Całkowita powierzchnia upraw roślin GMO systematycznie się powiększa. W roku 2006 ogół upraw roślin transgenicznych na świecie wyniósł 106mln ha. Największym producentem i jednocześnie hodowcą są Stany Zjednoczone. Na drugim miejscu plasuję się Ameryka Południwa. Kierunki badań oraz możliwego wykorzystania tak zmienionych roślin zmierzają w celu zastosowania ich nie tylko jako składników żywności dla ludzi i zwierząt, ale również jako bioreaktorów do pozyskiwania szczepionek. Dlatego też zwiększone zapotrzebowanie na pokarm oraz ciągle zmieniający się klimat ziemski stają się głównymi czynnikami, które wpłynęły na wprowadzenie do obrotu GMO. Najczęściej modyfikacjom poddaje się rośliny uprawne o dużym znaczeniu gospodarczym takie jakie: kukurydza, soja, rzepak. Gatunki te wykorzystywane są w różnych gałęziach przemysłu nie tylko w Polsce, ale i na świecie. Kukurydza, która powszechnie występuję w paszach dla zwierząt, jest głównym gatunkiem w obrębie którego dokonywane są zmiany. Przemawia za tym fakt wykorzystania jej również w przemyśle paliwowym czy spirytusowym. Pierwszym modyfikacjom tej rośliny podjęła się firma Monsanto, która jako pierwsza na świecie wprowadziła do obrotu kukurydzę GMO z genem oporności na omacnicę prosowiankę, będącej szkodnikiem tych roślin. Zmianą, jaką dokonali naukowcy w genomie tego gatunku, było wprowadzenie genu z bakterii Bacillus thuringiensis. Produktem tego genu jest białko Bt, które poprzez interakcje z komórkami układu pokarmowego szkodnika powoduje jego śmierć. Przyszłość w przemyśle, szczególnie koncentrując się na przemyśle biopaliwowym, mogą mieć ponadto soja oraz rzepak.


Korzyści z GMO

Od momentu, kiedy pojawił się pierwszy zmodyfikowany organizm, sukcesywnie zaczęto modyfikować inne. Doceniono możliwości płynące z GMO, co umożliwiło stworzenie nowych odmian nie tylko odpornych na czynniki biologiczne czy posiadających zwiększone wartości odżywcze, ale również takich roślin, które poprzez odpowiednie zastosowanie technik, służyć mogą jako naturalne fabryki do produkcji szczepionek oraz przeciwciał. Przykładem są rośliny tytoniu, które w wyniku odpowiednich modyfikacji produkowały szczepionkę przeciw wirusowi grypy żołądkowej.

- Można tylko stwierdzić, że odmiany transgeniczne dopuszczone po wielu badaniach do uprawy i produkowane na ponad 100 milionach ha są tak samo bezpieczne jak inne rośliny uprawne - mówi prof. Andrzej Anioł z Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (IHAR) .

Obecnie istnieje kilka odmian transgenicznych roślin. Wymienić należy modyfikacje dające:
-- odporność na wirusy, grzyby i inne patogeny, zmniejszające plon
-- odporność na szkodniki, takie jak omacnica prosowianka (kukurydza Bt)
-- wykorzystanie roślin jako bioreaktorów do produkcji szczepionek, rekombinowanych białek, przeciwciał
-- zwiększony zakres tolerancji na herbicydy
-- odporność na niekorzystne warunki środowiska (stres, brak dostępności wody, temperatura, odczyn chemiczny gleby)


Powyższe przykłady obrazują szerokie spectrum zastosowań inżynierii genetycznej w różnych dziedzinach przemysłowych, dlatego z roku na rok zwiększają się nakłady finansowe na dalszy rozwój tej nauki.

Modyfikacja genomu poszczególnych gatunków nie ogranicza się tylko do wykorzystania roślin. Duże znaczenie mają bakterie, które charakteryzują się szybkim tempem wzrostu nie wymagając dużych kosztów produkcji. Organizmy te najczęściej wykorzystuje się w medycynie i farmacji jako naturalne „fabryki” do produkcji szczepionek i rekombinowanych ludzkich białek terapeutycznych, uzyskiwania przeciwciał, wykorzystania zwierząt (świń) w transplantologii jako dawców organów do przeszczepów, tworzenia modeli chorób człowieka (myszy) i wiele innych. Mówiąc o organizmach GM należy również wspomnieć o modyfikowanych zwierzętach. Zmiany te dążą w kierunku polepszenia cech użytkowych takich jak: szybsze tempo wzrostu w przypadku ryb (łosoś, pstrąg tęczowy), produkcja mleka bez zawartości laktozy (niektóre dzieci nie tolerują laktozy w pożywieniu).


Możliwości dla przemysłu rolniczego i biopaliwowego

Aspekty wykorzystania roślin zmodyfikowanych dostrzegane są m.in. w rolnictwie i przemyśle biopaliwowym. W roku 1992 firma FLAVR SAVR, jako pierwsza otrzymała pomidor o dłuższym terminie przydatności do spożycia, którego niestety dalsza komercjalizacja została wstrzymana. Sukces otrąbiła dopiero trzy lata później wspominana firma MONSANTO, której zmodyfikowana kukurydza (MON810, MON80100) w roku 1995 została w USA dopuszczono do otwartej hodowli. Kilkanaście lat później wiadomo już, że dzięki zastosowaniu roślin GM w rolnictwie będzie można obniżać koszty hodowli poprzez zmniejszone stosowanie choćby herbicydów. Przykładem jest Kanada, gdzie koszty technologii były zawarte między 30 do 40 EUR/ha.

Ze zmodyfikowanych organizmów korzystać mogą także rodzimi hodowcy. Są dwie możliwe do wykorzystanie przez polskich rolników odmiany rzepaku GM (Invigor i Roundap). Poprzez jednoczesne wprowadzenie do hodowli rzepaku GM oraz glifosatu, związku aktywnego wielu herbicydów, możliwa będzie skuteczniejsza walka z chwastami oraz zwiększenie plonu z jednego hektara. Duże nadzieje wiążę się również z hodowlą zmodyfikowanych roślin oleistych, o których mowa był wcześniej, i wykorzystanie ich w produkcji biopaliwa, konkretnie biodiesla. Wydajność oleju rzepakowego to 1 tona oleju z jednego hektara, w przypadku soi proporcje te to 375kg oleju z jednego hektara.

Rynek biopaliwowy przeżywa w ostatnich czasach apogeum rozwoju. Zarówno Unia Europejska jak i reszta świata nastawiają się na energię, która będzie mniej szkodliwa dla środowiska i będzie porównywalna z tradycyjnymi źródłami energii takimi jak ropa, gaz czy węgiel. W Polsce ma powstać 10 ekologicznych rafinerii. Koncern paliwowy PKN Orlen rozpoczął taką inwestycję w „Rafinerii-Trzebinia”. Produkuje ona 100 tys. ton estru. Druga biorafineria powstała w Borku Wielkopolskim. To przedsięwzięcie realizowane było przez spółkę „Biopal”. Takie inwestycje prowadzone są na całym świecie. W Angoli, kraju afrykańskim borykającym się z brakiem pożywienia i dostępności paliw, otwarte zostaną bioelektrownie produkujące prąd z biomasy roślinnej, w Indiach podpisano kontrakt na produkcję oraz dostawę surowców do celów bioenergetyki. Wniosek jest prosty: coraz bardziej opłacalne jest inwestowanie w ekologiczne formy energii, które mają swoje przełożenie na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego.


Obawy przed GMO

Mimo licznych zastosowań organizmów GMO w różnych dziedzinach życia, wprowadzenie ich do powszechnego obrotu napotyka liczne sprzeciwy społeczeństwa, rolników i instytucji ekologicznych. Wynika to nie tylko z niewiedzy, ale również z obawy przed ewentualnym negatywnym wpływem na środowisko. Najczęściej wymienianymi wadami są: brak pewności na temat możliwości dziedziczenia się tych genów pomiędzy innymi gatunkami, szkodliwość roślin zawierających toksyczne białka dla szkodników upraw, ponadto mogą być toksyczne dla innych zwierząt. Naukowcy nie ukrywają tym samym, że hodowle te mogą mieć negatywne cechy.

- Można sobie wyobrazić transformacje polegające na wprowadzeniu genów kodujących produkcję toksyn, które mogą być szkodliwe , jednak nikt przy zdrowych zmysłach nie dopuści takich odmian do uprawy. Konkludując: każdy rodzaj GMO należy rozpatrywać indywidualnie i taka zasada (case by case) obowiązuje we wszystkich procedurach oceny ryzyka - mówi prof. Andrzej Anioł.

Takie argumenty nie przemawiają jednak do przeciwników GMO. Według Greenpeace, światowej organizacji proekologicznej, obrót produktami pochodzącymi z organizmów GM jest niedopuszczalny.

- GMO to niebezpieczeństwo zaniku wielu tradycyjnych odmian upraw, których stały rozwój jest kluczowy w dziedzinie walki z nowymi szkodnikami, chorobami oraz zmieniającymi się warunkami klimatycznymi i środowiskowymi – tłumaczą przedstawiciele Greenpeace.

Trudno odmówić im racji, bo informacje o potencjalnych, nowych zagrożeniach pojawiają się regularnie. Niedawno naukowcy z University of Gothenburg przeprowadzili badania nad transgenicznymi rybami. Wynika z nich, że ryby te są niebezpieczne dla macierzystego ekosystemu.

- Na razie jedynym wyjściem jest hodowla takich ryb w warunkach zamkniętych na lądzie, dzięki którym nie możliwe będzie wydostanie się tych stworzeń do środowiska naturalnego - mówi dr Fredrik Sundström, prowadzący analizy.

Innym dość kontrowersyjnym argumentem przeciw organizmom GM jest ewentualna możliwość patentowania materiału siewnego. Jakby tego było mało, giganci branży agrochemicznej pobierają od rolników opłaty za przywilej używania wyprodukowanych przez nich nasion.

- Rolnicy ze Stanów Zjednoczonych i Ameryki Południowej, gdzie znajduje się większość upraw GMO, zmuszeni są podpisywać umowy, w myśl których nie wolno im przechowywać ziaren na następny rok oraz stosować środków chwasto- i owadobójczych innych firm - twierdzi Greenpeace.

Taki system może tym samym doprowadzić nie tylko do upadku niektórych gospodarstw, ale również zrujnować bioróżnorodność.

Wynika z tego fakt, iż potrzebne są dalsze, systematyczne analizy, które przekonująco pozwolą nie tylko ocenić wpływ takich organizmów na środowisko i zdrowie ludzi, ale również wyjaśnią wszelkie niewiadome natury społeczno-etycznej.

Podsumowując - każda nowa technologia napotyka na sprzeciw. Wynika to nie tylko z niewiedzy,ale również z obaw przed czymś nowym, z czym nigdy wcześniej nie mieliśmy styczności. Aby opinie na temat GMO były obiektywne i można było je ze sobą porównać, każdy z nas indywidualnie musi odpowiedzieć na pytania: czy jestem gotów na GMO? Czy jako konsument, umieszczę w swojej diecie produkty GM? Jakie korzyści dla ludzi i dla środowiska przyniesie hodowla takich organizmów? Aby oswoić się z nowymi odkryciami potrzebujemy czasu i to czas pokaże, czy warto było inwestować w nowatorską technologię.