Z początku wydawało się, że magia Agrobacterium działa tylko w przypadku niektórych roślin. Niestety, nie było w tej grupie ważnych pod względem rolniczym upraw, takich jak kukurydza, pszenica i ryż. Jednak Agrobacterium przyczyniła się do narodzin inżynierii genetycznej roślin; to na niej skupiło się zainteresowanie biologów molekularnych. Z czasem, dzięki postępowi technicznemu, ich imperium poszerzyło się, i objęło nawet najbardziej oporne gatunki uprawne. Zanim pojawiły się te innowacje, naukowcy musieli polegać na bardziej losowej (choć nie mniej efektywnej) metodzie wprowadzania wyselekcjowanego DNA do komórki kukurydzy, pszenicy czy ryżu. Określonym genem pokrywano maleńkie kuleczki ze złota lub wolframu, które dosłownie wstrzeliwano — jak pociski — do komórki roślinnej. Sztuka polegała na tym, aby wystrzelić kulkę z siłą wystarczającą, by dostała się do komórki, ale nie na tyle wielką, by przeleciała na wylot! Metodzie tej brakuje oczywiście finezji Agrobacterium, lecz zadanie jest wykonalne.

Taka „strzelba genowa" (gene gun) została skonstruowana na początku lat 80. przez Johna Sanforda z Cornell's Agricultural Research Station. Sanford postanowił swoje eksperymenty przeprowadzać na cebuli, ze względu na jej duże komórki, co bardzo ułatwiało zadanie. Do dziś wspomina, że połączenie tych przeklętych cebul i prochu sprawiało, że w całym laboratorium śmierdziało jak w McDonaldzie usytuowanym przy strzelnicy. Początkowo nikt nie wierzył powodzenie jego zamiarów, ale w 1987 roku „Nature" opublikowała doniesienie o „botanicznej broni palnej". W ciągu kolejnych trzech lat naukowcy pomyślnie zakończyli prace nad „wstrzeliwaniem" nowych genów do komórek kukurydzy, najważniejszej rośliny uprawnej w Ameryce; tylko roku 2001 obrót na tym rynku przekroczył dziewiętnaście miliardów dolarów.

Kukurydza jest w Ameryce bardzo cenna nie tylko dla branży spożywczej, ale także, w przeciwieństwie do innych roślin, dla przemysłu nasienniczego. Przez długie lata „interes nasienniczy" był bowiem czymś w rodzaju finansowego ślepego zaułka: farmer kupował ziarno, ale do kolejnych zasiewów używał już nasion pochodzących z wyhodowanych przez siebie roślin, nie musiał więc kupować następnej porcji. Amerykańskie spółki kukurydziane rozwiązały ów problem „jednorazowego interesu" w latach 20., wypuszczając na rynek kukurydzę-hybrydę, wynik krzyżówki pomiędzy dwiema określonymi liniami genetycznymi kukurydzy. Wysoka wydajność tej hybrydy czyni ją bardzo atrakcyjną dla rolników, ale przy hodowli daje o sobie znać ten sam mendlowski mechanizm, co w przypadku groszku; strategia wykorzystywania ziaren z własnego zbioru (tzn. z potomstwa hybrydy i krzyżówki hybrydy) nie sprawdza się, ponieważ większość nasion nie dziedziczy wysokiej wydajności, jaką charakteryzuje się oryginalna uprawa. Rolnicy muszą zatem co roku wracać po nową partię wysokowydajnego ziarna.

Największe amerykańskie przedsiębiorstwo nasiennicze, Pioneer Hi-Bred International (z czasem przejęte przez DuPonta), przez długi czas działało głównie na Środkowym Zachodzie. Dziś kontroluje około 40 procent rynku nasion kukurydzy, a jego roczny obrót sięga miliarda dolarów. Założona w 1926 roku przez Henry’ego Wallace’a (późniejszego wiceprezydenta za kadencji Franklina D. Roosevelta) firma każdego lata zatrudniała aż czterdzieści tysięcy uczniów szkół średnich, by utrzymać odpowiednią jakość nasion — na sąsiadujących polach rosły dwie odmiany macierzyste, a uczniowie „od urywania kitek" z jednej z nich ręcznie usuwali męskie kwiaty, nim jeszcze zaczynała się produkcja pyłku. W ten sposób tylko jedna odmiana mogła służyć za źródło pyłku, nie ulegało więc wątpliwości, że ziarno pochodzące od pozbawionej kitek odmiany będzie pożądaną krzyżówką (hybrydą). Jeszcze dziś „urywanie kitek" gwarantuje wakacyjną pracę tysiącom osób: w lipcu 2002 roku Pioneer zatrudniał trzydzieści pięć tysięcy sezonowych pracowników.

Jednym z pierwszych klientów Pioneera był Roswell Garst, farmer ze stanu Iowa, który pod wrażeniem hybryd Wallace’a kupił licencję na sprzedaż nasion kukurydzianych. 23 września 1959, wykorzystując jeden z mniej zimnych momentów zimnej wojny, Nikita Chruszczow, ówczesny sekretarz generalny KC KPZS odwiedził farmę Garsta, pragnąc dowiedzieć się czegoś więcej o amerykańskim cudzie rolniczym i hybrydowej odmianie kukurydzy, która była jego przyczyną. Kraj, który Chruszczow odziedziczył po Stalinie, w pogoni za wielką industrializacją zaniedbał rolnictwo i nowy przywódca miał szczerą chęć to zmienić. W 1961 roku nowo wybrana administracja Kennedy’ego wyraziła zgodę na sprzedaż Sowietom kukurydzianego ziarna, wyposażenia rolniczego i nawozów.

Dzięki tym nabytkom w ciągu zaledwie dwóch lat produkcja kukurydzy w ZSRS wzrosła dwukrotnie.

Podczas gdy wokół szaleje burzliwa debata na temat modyfikowanej genetycznie żywności, warto zdać sobie sprawę z tego, że modyfikujemy naszą żywność już od tysięcy lat. Zarówno udomowione zwierzęta, źródło mięsa, jak i rośliny uprawne — zboża, owoce i warzywa — są genetycznie bardzo odległe od swoich dzikich przodków.

Rolnictwo nie powstało tak nagle, z niczego, dziesięć tysięcy lat temu. Dzicy przodkowie roślin uprawnych nie byli zbyt przyjaźni dla pierwotnych rolników: hodowla i uprawa były trudne, a plony marne. Jeśli rolnictwo miało odnieść sukces, modyfikacje były niezbędne. Już pierwsi rolnicy rozumieli, że pożądane cechy muszą być wrodzone („genetyczne", jak byśmy dziś powiedzieli), bo tylko takie zapewniają transfer z pokolenia na pokolenie. I tak narodził się ogromny program genetycznej modyfikacji wdrażany przez naszych przodków. Z braku strzelb genowych i podobnych udogodnień działalność ta zależała od pewnej formy sztucznej selekcji (selektywnego doboru): na przykład pasterze dopuszczali do hodowli tylko te egzemplarze, które wykazywały pożądane właściwości, chociażby najbardziej mleczne krowy. W efekcie robili to, co przyroda w procesie doboru naturalnego: z dostępnych wariantów genetycznych wybierali najbardziej udane, dokładając wszelkich starań, by następne pokolenie było wzbogacone o cechy najcenniejsze z punktu widzenia rolnika lub hodowcy (czyli przydatność pod względem konsumpcyjnym), a także z punktu widzenia natury -zdolność przetrwania. Dziś biotechnologia otworzyła przed nami możliwości tworzenia korzystnych wariantów; dzięki niej nie musimy już czekać, aż zrobi to sama natura. Metody biotechnologiczne są niczym więcej niż najnowszym etapem w długiej historii stosowania metod genetycznej modyfikacji naszej żywności.

Trudno zlikwidować chwasty. Są przecież roślinami — takimi samymi jak uprawne, których rozwój zakłócają. Jak zatem je zniszczyć, nie niszcząc przy tym upraw? Idealnie by było, gdyby istniał rodzaj systemu zabezpieczającego uprawy przed herbicydami. Można by się było wówczas pozbyć wszystkich roślin nieposiadających „ochronnego oznakowania", czyli chwastów, te natomiast, które byłyby „właściwie" oznakowane, zostałyby oszczędzone. Inżynieria genetyczna wyposażyła rolników i ogrodników w podobny system w postaci opracowanej przez Monsanto technologii „Roundup Ready". Pod tą nazwą dostępne jest obecnie szerokie spektrum środków roślinobójczych (herbicydów) zdolnych do zniszczenia niemal każdej rośliny. Naukowcy z Monsanto wyprodukowali oczywiście przy okazji także zmodyfikowane genetycznie rośliny uprawne „Roundup Ready", które charakteryzują się odpornością na miksturę RR, dzięki czemu świetnie sobie z nią radzą, podczas gdy wszystkie chwasty dookoła kładą się pokotem. Oczywiście, w interesie firmy leży, by farmer kupił równocześnie i nasiona, i herbicyd Monsanto. Jest to jednak korzystne również dla środowiska. W innym wypadku trzeba by skorzystać z całej grupy niszczycieli chwastów, z których każdy niszczyłby inny ich rodzaj, nie stwarzając zarazem zagrożenia dla całej uprawy. A istnieje przecież wiele chwastów, których trzeba się strzec. Używanie jednego remedium na wszystkie ogranicza poziom szkodliwych chemikaliów w środowisku, a trzeba dodać, że sam Roundup ulega w glebie szybkiej biodegradacji.

Niestety, rozwój rolnictwa był błogosławieństwem nie tylko dla naszych przodków, ale także dla roślinożernych owadów. Wyobraź sobie, że jesteś owadem żywiącym się pszenicą i spokrewnionymi z nią dzikimi trawami. Dawno, dawno temu musiałeś udawać się na dalekie wyprawy w poszukiwaniu obiadku.

Ale pojawiło się rolnictwo i ludzie zaczęli dla twojej wygody wykładać posiłki na przeogromnych stołach. Nic dziwnego zatem, że uprawy trzeba chronić również przed atakami owadów. Z punktu widzenia możliwości eliminacji stanowią one mniejszy problem niż chwasty: łatwiej przecież wymyślić truciznę, która działa wybiórczo na zwierzęta, ale nie na rośliny. Problem polega na tym, że ludzie i inne stworzenia, na których nam zależy, też są zwierzętami.

Jak ryzykowne jest użycie pestycydów, uświadomiliśmy sobie w pełni dopiero dzięki Silent Spring Carson. Wpływ na środowisko zawierających chlor pestycydów o długim okresie biodegradacji, takich jak DDT (zakazane zresztą w Europie i Ameryce Północnej od 1972 roku) był przerażający. W dodatku istnieje ryzyko, że ich pozostałości znajdą się w naszym pożywieniu. Chociaż tak małe dawki tych chemikaliów nie są raczej śmiertelne — w końcu ich celem są zwierzęta ewolucyjnie znacznie od nas oddalone — pozostaje niepokój o możliwe efekty mutagenne, których rezultatem może być rak i defekty noworodków.

Alternatywę dla DDT stanowiły pestycydy z grupy fosforanów organicznych. Na ich korzyść przemawiał fakt, że szybko ulegają degradacji i nie akumulują się w środowisku. Z drugiej jednak strony same w sobie są nawet bardziej toksyczne niż DDT; sarin, gaz użyty w ataku terrorystycznym w tokijskim metrze w roku 1995, należy właśnie do grupy fosforanów organicznych.

Nawet rozwiązania wykorzystujące naturalne związki chemiczne mogą mieć niepożądane skutki. W połowie lat 60. pojawiły się syntetyczne wersje pyretrynu, naturalnego środka owadobójczego, uzyskiwanego od małej, przypominającej stokrotkę chryzantemy. Ich zastosowanie sprawiło, że szkodniki trzymały się z daleka przez ponad dekadę, zanim (co nie powinno nikogo zaskoczyć) powszechne użycie doprowadziło do wyłonienia się odpornych na nie populacji owadów. Jeszcze bardziej kłopotliwe było odkrycie, że pyretryn, choć naturalny, nie jest obojętny dla organizmu człowieka. Podobnie jak wiele substancji pochodzenia roślinnego jest to związek bardzo toksyczny. Badania na szczurach wykazały, że pod wpływem pyretrynu występują u nich objawy przypominające chorobę Parkinsona, a epidemiolodzy zauważyli, że zbliżone, niekorzystne symptomy występują również u ludzi; i to częściej w środowisku wiejskim niż miejskim.

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Czy jeść GMO? GMO szansa czy zagrożenie?

Zobacz komentarze (13)..

Wyślij mailem..

Wersja do druku    PDF    MS Word

James D. Watson Ur. 1928. Genetyk i biochemik amerykański. W marcu 1953, mając 25 lat, wraz z F.H.C. Crickiem i Rosalind Franklin, opracował w Laboratorium Cavendisha model budowy przestrzennej podwójnej helisy DNA, za co, wraz z Crickiem i M.H.F. Wilkinsem, otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii za rok 1962. W latach 1958–1976 profesor Uniwersytetu Harvarda w Cambridge, od 1968 do przejścia na emeryturę w 2007, dyrektor Cold Spring Harbor Laboratory w Nowym Jorku. Członek m.in. Narodowej Akademii Nauk w Waszyngtonie. James Watson był jednym z pomysłodawców i został pierwszym szefem programu The Human Genome Project, który miał za zadanie zsekwencjonowanie całego genomu człowieka.