Генномодифицированный картофель

Картофель у многих народов считается вторым хлебом. Но выращивание этой культуры не обходится без проблем, таких как различные заболевания и вредители. Самой существенной считается атака колорадских жуков. Благодаря развитию генной инженерии у фермеров и простых огородников появилась возможность выращивать генетически модифицированные гибриды картофеля, которые не подвергаются нападениям этого опасного насекомого.

Как отличить модифицированную картошку от живой

Как отличить картофель ГМО от настоящего? Отличить обычный картофель от генномодифицированного с первого взгляда нельзя, так как по внешнему виду он точно такой же. Выявить разницу можно только на генном уровне. В результате перенесения в растительную клетку гена белка, который влияет на запах ботвы, и был получен генномодифицированный овощ. Растение во время своего роста синтезирует этот белок, и вредители просто не распознают запах листьев как картофельный.

К сведению! Для человеческого организма этот белок и картофель, как продукт, соответственно, абсолютно безвредны, так как все метаболические процессы у высших и низших живых организмов сильно отличаются.

Самый главный признак того, что на грядках растет ГМ картофель — колорадские жуки вообще не едят картофельную ботву.

Белая ГМ картошка

Преимущества и недостатки генномодифицированного картофеля

Трансгенный овощ обладает следующими преимуществами:

  • очень высокая (по сравнению с обычными сортами) урожайность;
  • хорошая устойчивость к заболеваниям, различным вредителям и гербицидам;
  • не нуждается в обработке химикатами;
  • не нужно бороться с сорняками;
  • содержит намного меньше (по сравнению с обычными сортами) аспарагина — аминокислоты, которая под влиянием высоких температур трансформируется в канцерогенное вещество акриламид.

Список недостатков трансгенного картофеля:

  • новые гены, которые отвечают за синтезирование белков, могут спровоцировать появление аллергии;
  • новые гены отвечают не за один какой-то признак, а за их совокупность. Известно, что сорта, имеющие устойчивость к колорадскому жуку, отличаются сильной восприимчивостью к гнили и очень плохо хранятся до весны;
  • в ДНК клетки картофеля вместе с геном, который отвечает за полезные свойства, вживаются гены, которые устойчивы к действию антибиотиков;
  • содержащиеся в трансгенных культурах токсины уничтожают не только вредителей, но и полезных насекомых;
  • не существует гена продуктивности, и урожайность картофеля зависит от множества различных факторов. Высокую урожайность в первые несколько лет выращивания ГМ картофеля можно объяснить устойчивостью к вредителям и гербицидам. Затем сорняки и вредители, в том числе и колорадский жук адаптируются;
  • необходимо каждый год приобретать посадочный материал, так как выращенные клубни на семена не годятся.

Обратите внимание! То, что ГМ картофель обладает высокой устойчивостью к нападениям колорадского жука, не означает, что кусты не будут поражаться различными болезнями. Поэтому даже генномодифицированный картофель не стоит выращивать более двух лет подряд на одном и том же участке.

ГМО сорта, продающиеся в России

Во многих странах Европы и СНГ выращивание и использование ГМ растений регулируются государством. К выращиванию конкретно на территории России допущены только некоторые генномодифицированные сорта картофеля.

Russet Burbank NewLeaf (селекция Monsanto)

Картофель Russet Burbank Newleaf из селекции американской фирмы «Монсанто» относится к среднеранним гибридам. Клубни отличаются крупным размером, имеют форму вытянутого овала. Кожура коричневого цвета, мякоть белая. В клубнях содержится повышенное количество сахаров и крахмала. Данный гибрид пригоден для употребления в пищу и его применяют для производства картофеля фри и чипсов. Урожайность гибрида Russet Burbank Newleaf — 53 т с 1 га.

Гибрид Russet Burbank NewLeaf (селекция Monsanto)

Superior NewLeaf

Гибрид Superior Newleaf отличается высокой урожайностью. С 1 га можно собрать до 62 т. В описании вида говорится, что кожура клубней тонкая и легко очищается. Мякоть имеет плотную структуру. Цвет клубнеплодов розовый, форма круглая. Данный гибрид имеет высокую устойчивость к вредителям и различным заболеваниям пасленовых.

Гибрид Superior NewLeaf

Невский плюс (отечественная селекция)

Картофель Невский плюс относится к среднеранним столовым сортам. Кусты растения прямостоячие, вырастают средней высоты. Картофель этого сорта ГМО имеет ботву светло-зеленого цвета, по краям листьев имеется легкая волнистость. Цветки белого цвета. Клубни светло-бежевые с белой мякотью. На поверхности клубнеплода расположены мелкие глазки розового или белого цвета.

Средняя масса одного клубня 90-130 г. С одного куста можно собрать до 1,8 кг клубней. Урожайность может отличаться от 35 до 50 т с 1 га. Перечень заболеваний, к которым этот сорт имеет высокую устойчивость: рак, черная ножка, мокрая гниль, различные вирусы.

К сведению! Сорт имеет относительную устойчивость к фитофторозу, парше обыкновенной и ризоктониозу.

Луговской 1210 amk

Картофель Луговской 1210 amk относится к среднеспелым гибридам. Клубни имеют розовую кожуру и белую мякоть. Форма их овальная. Средняя масса одного клубнеплода не превышает 125 г. Урожайность данного гибрида 50 т с 1 га.

Устойчивость к вредителям, в частности к колорадскому жуку, очень высокая. К таким болезням, как рак, фитофтороз и парша, гибрид Луговской 1210 amk имеет среднюю устойчивость.

Гибрид Луговской 1210 amk

Елизавета 2904/1 kgs

Картофель Елизавета 2904/1 kgs выведен в 2005 г. Относится к гибридам среднераннего созревания. Клубни светло-бежевые с желтоватым оттенком, мякоть белая. Поверхность клубнеплодов гладкая, глазки не очень большие и слегка вдавленные. Средняя масса одного клубня не превышает 150 г. Ботва слабоустойчива к фитофторе.

Главным преимуществом данного гибрида считается то, что он устойчив к нападению вредителей, в частности, колорадского жука. В клубнях содержится ядовитый для этих насекомых белок, который синтезируется модифицированным геномом.

По урожайности гибрид Елизавета 2904/1 kgs не уступает российским сортам картофеля. Так как его не нужно обрабатывать с помощью инсектицидов, рентабельность выращивания значительно повышается. Урожайность данного гибрида варьируется от 29 до 40 т с 1 га.

Гибрид Елизавета 2904/1 kgs

К сведению! Все зарубежные сорта генномодифицированного картофеля в Государственный Реестр РФ внесены не были. Но они довольно распространены в России, так как отличаются высоким содержанием сахаров и крахмала. Благодаря этому обладают хорошими вкусовыми качествами.

К выращиванию ГМ картофеля стоит относиться с осторожностью и высаживать его только тогда, когда в этом есть острая необходимость. При этом важно соблюдать чередование посадок ГМ картофеля с традиционными сортами. Также стоит внимательно изучать все характеристики ГМ сортов и отличать их от обычных сортов, чтобы не только вырастить хороший урожай, но и не причинить вреда здоровью.

Систематика

Отдел Цветковые Angiospermae
Класс Двудольные Magnoliopsida
Порядок Пасленоцветные Solanales
Семейство Пасленовые Solanaceae
Род Паслен Solanum
Подсекция potatoe
Вид Solanum tuberosum
Подвид tuberosum

Картофель — многолетнее травянистое растение из семейства пасленовых. Его плоды ядовиты, в пищу употребляют только клубни — видоизмененные подземные побеги. То, что мы называем картофелем, содержит лишь малую толику его настоящего генетического разнообразия. В Южной Америке растет около 200 его диких видов и подвидов, но все известные сейчас культурные сорта (более 5000) относятся к одному роду Solanum. Этот род подразделяется на несколько подсекций, и все клубнеобразующие виды картофеля относятся к подсекции potato; сейчас считается, что весь культивируемый картофель относится к 4 видам (раньше его разделяли на 7-10): это Solanum tuberosum и три гибридных вида горького картофеля. S.tuberosum подразделяется на два подвида: tuberosum и andigena. Первый представляет собой тот самый картофель, который едят сейчас во всем мире, второй — сельскохозяйственные культуры, которые ограниченно выращивают только в Центральной и Южной Америке.

История вопроса

Родина картофеля — Южная Америка, а точнее, перуанские Анды. Долгое время считалось, что картофель был введен в культуру одновременно в нескольких местах, что ранние культивируемые формы имеют независимое происхождение от нескольких разных видов, но последние генетические исследования показали, что это не так. Одомашнивание картофеля произошло в высокогорьях южного Перу около 7-10 тыс. лет назад, после чего картофель стал основным продуктом питания инков. В Перу существуют сотни его местных разновидностей, когда-то практически каждая семья выращивала свой собственный сорт картофеля, и знания по выращиванию этих уникальных клубней передавались из поколения в поколение. Крестьяне постоянно проводили селекцию новых и новых сортов, добиваясь устойчивости к разнообразным вредителям, болезням и климатическими изменениями. Благодаря этому количество сортов картофеля быстро увеличивалось, обеспечивая очень высокое биоразнообразие. Будучи основной пищей андских крестьян, картофель также играл и важнейшую роль в их культуре: единицей измерения времени у них был период, необходимый для приготовления горшка картофеля, а единицей измерения площади служил участок (топо), с которого можно собрать достаточный для прокорма одной семьи в течение сезона урожай картофеля.

В Европе картофель появился во второй половине XVI века после испанского завоевания инков. Из Нового Света в Европу прибыла лишь небольшая часть андского многообразия, причем далеко не самая удачная — неустойчивая к фитофторозу, колорадскому жуку и нематоде. Ограниченное генетическое разнообразие у завезенного в Европу картофеля привело к постепенному вырождению этой культуры и сделало ее очень уязвимой: паразиты и болезни быстро распространялись с одного растения на другие. В 1840-х годах по Европе прошла эпидемия картофельного фитофтороза, от которой больше всех пострадала Ирландия, где картофель к тому времени успел стать основным продуктом питания (на него приходилось 80% потребляемых калорий).

Сорт картофеля «Сирень»

Фото: ГНУ ВНИИКХ им. А.Г. Лорха

В России картофель стали выращивать при Петре I, но лишь с целью использовать его как лекарственное растение. Всерьез заниматься картофелем начала лишь Екатерина II. Она поручила начать его разведение Абраму Ганнибалу, уже имевшему с картофелем дело. Вскоре Екатерина приказала разослать клубни картофеля вместе с инструкциями по его разведению по губерниям. Но крестьяне не желали принимать новую культуру (тем более что ей приписывали дьявольские свойства) и встретили ее картофельными бунтами. Тем не менее, с 1840 года площади картофельных полей в России начали интенсивно увеличиваться, и уже через несколько десятилетий картофель не только признали в народе, но и стали называть «вторым хлебом».

Теперь картофель выращивают почти в 100 странах, это четвертая продовольственная культура в мире — после риса, пшеницы и кукурузы. Он успешно растет в умеренных, субтропических и тропических широтах, предпочитая при этом прохладную погоду: при температуре ниже 10°C и выше 30°C рост клубней резко замедляется. В тропическом климате картофель растет в холодные месяцы года.

Сейчас больше всего картофеля на душу населения производят в Европе (особенно в Восточной и Центральной Европе), но ей в затылок уже дышит южная и восточная Азия. Китай уже сейчас выращивает самые большие урожаи картофеля в мире, на 2 месте — Россия, которая собирает вдвое меньше, 3 место у Индии. В России средняя урожайность картофеля 13 т/га, в Китае — 14,5 т/га, а, например, в Голландии — 45 т/га. Россия значительно отстает даже от среднего мирового уровня (17 т/га). В год у нас в стране собирают около 30 млн тонн, из них около 100 тыс. тонн экспортируется за рубеж, в то время как импортируется около 500 тысяч тонн.

Зачем нужна картошка

Картофель выращивается не только в строго пищевых целях. Его используют в качестве корма для домашних животных, для производства алкогольных напитков. Картофельный крахмал может применяться в пищевой промышленности как загуститель для супов и соусов, в текстильной промышленности, а также для изготовления клея, бумаги и картона. Сейчас изучается возможность использования отходов картофеля для получения полимолочной кислоты, применяемой в производстве пластмассовых изделий; ведутся исследовательские работы по поиску способов использования крахмала в качестве основы для экологически чистой упаковки.

Холодная картошка полезнее

Годовой рацион современного человека составляет около 33 кг картофеля. Средних размеров картофелина весит 150 г и содержит примерно 27 мг витамина С (45% от дневной нормы), 620 мг калия (18% от дневной нормы), 0,2 мг витамина В6 (10% от дневной нормы), а также тиамин, рибофлавин, фолиевую кислоту, ниацин, магний, фосфор, железо и цинк. Картофель известен высоким содержанием углеводов (примерно 26 г в картофелине среднего размера). Преобладающей формой углеводов в картофеле является крахмал (в среднем 17,5% в свежем картофеле или 75-80% в пересчете на сухое вещество).

Картофельный крахмал состоит из разветвленного амилопектина и линейной амилозы, их соотношение зависит от сорта картофеля. Амилоза, с длинными цепями молекул, водорастворима, она диффундирует из гранул крахмала при варке в воде. Амилопектин с сильно разветвленными молекулами состоит из той же амилозы и более сложного углевода — пектина. Сорта с более высоким содержанием амилопектина меньше развариваются и сохраняют свою форму при варке. Небольшая часть этого крахмала устойчива к перевариванию и не всасывается в тонком кишечнике — это резистентный крахмал. Причем чем больше содержание амилозы, тем выше будет доля резистентных крахмалов в картофеле. Считается, что этот крахмал — так же, как волокна целлюлозы — обеспечивает защиту толстой кишки от рака, снижает уровень холестерина в крови, повышает ощущение сытости и даже снижает накопление жира. Количество резистентного крахмала в картофеле во многом зависит от способа его приготовления. Например, если в готовом картофеле содержится около 7% резистентного крахмала, то при охлаждении его становится больше примерно на 13%.

Не отравишься, так заболеешь

Как и другие представители семейства пасленовых (белена, дурман, табак, паслен), картофель содержит токсичные соединения — гликоалкалоиды, из которых наиболее распространенны соланин и чаконин. Соланин обладает фунгицидными и инсектицидными свойствами и защищает растение от хищников. Для человека и животных он токсичен даже в небольших дозах. Как правило, ядовитые соединения накапливаются в листьях, стеблях, побегах и плодах, но воздействие света и физические повреждения приводят к повышению содержания гликоалкалоидов в клубнях. Особенно много гликоалкалоидов сосредоточено непосредственно под кожей, в позеленевших и проросших клубнях. В диком картофеле концентрация токсинов достаточно высока для отравления человека. Они угнетающе действуют на центральную нервную систему, могут вызывать головную боль, диарею, обезвоживание, лихорадку, судороги, а в тяжелых случаях кому и смерть, однако, в реальности отравления картофелем происходят очень редко. Некоторые сорта картофеля отличаются особенно высоким содержанием гликоалкалоидов; от них селекционерам приходится отказываться, даже если они перспективны в других отношениях.

Профессор Виктор Старовойтов, заместитель директора по науке ВНИИ картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха, доктор технических наук

Фото: Евгений Дудин, Коммерсантъ

«Содержание алкалоидов в мякоти клубней составляет 10-50 мг/кг, — рассказывает замдиректора по науке ВНИИ картофельного хозяйства имени Лорха профессор Виктор Старовойтов, — в кожице клубня их концентрация выше; в целом в клубне их содержится от 20 до 100 мг/кг. При высоком содержании алкалоидов (150-200 мг/кг сырого веса) картофель становится горьким, при концентрации 230-270 мг алкалоидов на килограмм сырого веса может наступить отравление организма. Однако при кулинарной обработке количество гликоалкалоидов в клубнях снижается за счет термического разрушения до более простых соединений, которые, к тому же, частично вымываются и остаются в растворе».

В 2002 году в картофеле было обнаружено еще одно вредное вещество — акриламид. Акриламид появляется при высокотемпературной обработке многих крахмалистых продуктов (в первую очередь, картофеля и злаков), если их жарить, готовить во фритюре, запекать в духовке или на гриле. В тех же самых сырых или вареных продуктах его нет. Дальнейшие исследования показали, что причина не в крахмале: картофель и злаковые наряду с крахмалом содержат аминокислоту аспарагин, а при нагревании от 120 градусов и выше при взаимодействии с сахарами аспарагин превращается в акриламид. Если же продукты не жарить, а варить, акриламид в них не образуется совсем или его содержание незначительно.

«Еще 10 лет назад никто не знал о том, что акриламид может содержаться в пищевых продуктах, — говорит Софья Лущеницкая, научный сотрудник химфака МГУ, — было известно, что это вещество может содержаться в пластиковых упаковках, в табачном дыме, иногда в небольшом количестве попадает в воду, и что оно обладает мутагенными свойствами. И вдруг в 2002 году ученые из Стокгольмского университета обнаружили, что во многих продуктах содержание акриламида в сотни и тысячи раз превышает любые возможные ПДК. Он в разных концентрациях был обнаружен в чипсах, жареном картофеле, в хрустящих хлебцах, выпечке, мюслях и кукурузных хлопьях». Авторы работы, опубликованной в 2009 году в American Journal of Clinical Nutrition, обнаружили, что если ежедневно в течение двух недель потреблять 157 мг акриламида из картофельных чипсов, это может запустить процессы, которые в итоге становятся причиной заболеваний сердца. У женщин, часто употребляющих акриламидные продукты, рак груди встречается в 2 раза чаще, чем у тех, кто их избегает. Есть данные, что это вещество увеличивает риск рака яичников на 79%, матки — на 28%, а почек — на 59%.

Генетика и селекция

Во Всероссийском научно-исследовательском институте картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха безвирусный семенной картофель выращивают методом микроклонального размножения in vitro

Фото: Евгений Дудин, Коммерсантъ

В 2009 году была закончена расшифровка генома картофеля. Картофельный геном имеет средний для растений размер, он содержит 12 хромосом и 860 млн пар оснований. Расшифровкой каждой хромосомы картофеля занималось одно или несколько государств; российские ученые из Центра биоинженерии РАН приняли участие в расшифровке 12-й хромосомы. Картофель S. tuberosum tuberosum представлен диплоидомыми (2n=24) или тетраплоидомыми (4n=48) формами. Диплоиды встречаются только в Чили, а культивируемый во всем мире картофель является тетраплоидом. Происхождение тетраплоидов обеспечивается благодаря характерному для видов рода Solanum феномену нередуцированных гамет: у большинства из них, кроме нормальных гаплоидных гамет, с частотой 2-10% могут встречаться гаметы с нередуцированным (двойным) числом хромосом.

Для того чтобы повысить резистентность картофеля к вредителям и болезням, повысить урожайность и усилить его ценные качества, люди уже много веков подряд занимаются селекцией картофеля. А так как картофель размножается в основном вегетативным путем, селекционеры не отбирают его по способности цветков привлекать опылителей. В результате большинство сортов картофеля имеют пониженную способность к цветению, а естественное — перекрестное — опыление необходимо для поддержания разнообразия. Цветущие сорта картофеля, способные привлекать опылителей, еще остались в мелких фермерских хозяйствах в Андах, но и там многие древние сорта, традиционно выращиваемые перуанскими фермерами, уже утрачены. Для сохранения и защиты того, что осталось, в Перу создан крупнейший в мире банк, где в стерильных условиях хранятся образцы генетического материала — около 100 диких видов картофеля из восьми латиноамериканских стран, а также 3800 традиционных андских сортов.

Генная модификация

В начале 1990-х годов транснациональная корпорация Monsanto, лидер в сфере высоких технологий в сельском хозяйстве, выпустила для коммерческого использования трансгенные сорта картофеля, резистентные к колорадскому жуку и вирусным заболеваниям. Устойчивость к вредителям достигалась благодаря включению генов бактерии Bacillus thuringiensis, которая вырабатывает специфический белковый эндоксин, обладающий инсектицидным действием. Немецкая химическая компания BASF создала модифицированный картофель (сорт Amflora), состав которого был изменен (он содержит только амилопектин) так, что он стал несъедобным, но более подходящим для производства крахмала. После долгих споров Еврокомиссия в прошлом году разрешила выращивать этот сорт в ЕС в промышленных целях. В прошлом же году группа индийских ученых объявила, что они разработали генетически модифицированный картофель, который содержит вдвое больше белка, чем обычный (благодаря добавлению гена AmA1 амаранта).

Трансгенные сорта картофеля позволяют значительно увеличивать его урожайность, добиться появления принципиально новых свойств и открывают большие возможности для его использования в промышленности. Но общество с недоверием относится к генномодифицированным продуктам, и многие крупные компании (McDonald’s, Burger King, Frito-Lay, и Procter&Gamble) отказываются от использования ГМ-картофеля. Впрочем, ученые надеются, что развивающиеся страны, где более миллиарда человек страдает от хронического недоедания, отнесутся к нему с большим интересом.

ГМ-картофель в России

В России с генномодифицированным картофелем ситуация странная. У нас сертифицировано 4 сорта ГМ-картофеля, два из которых разработала Monsanto, а два («Елизавета плюс» и «Луговской плюс») — российский Центр биоинженерии РАН, но сертифицированы они только для употребления в пищу: есть их в России можно, а выращивать — нельзя.

Россия является одной из главных картофелеводческих стран мира, но из-за колорадского жука происходят огромные потери урожая, особенно в южных регионах страны. Ежегодные потери от колорадского жука оцениваются в 2-2,5 млрд долларов. Генномодифицированный картофель, устойчивый к нему, мог бы решить эту проблему. Он прост в выращивании и не требует применения инсектицидов. «Мы разработали 2 сорта генномодифицированного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку, — рассказывает доктор биологических наук, замдиректора по научной работе Центра биоинженерии РАН Николай Равин. — Эти сорта жук не ест. Мы проводили полевые испытания: высаживали две грядки картофеля, на одной наш сорт (устойчивый), на другой — исходный, от которого он произошел. В результате одна грядка оказывалась полностью съедена жуком, другая же осталась неповрежденной. Существуют еще американские сорта (созданные Monsanto), но они не приспособлены к нашим климатическим условиям. Мы же брали сорта, которые давно и успешно выращиваются в России и привносили в них дополнительный признак — устойчивость к колорадскому жуку».

«На данный момент у нас нет разрешения продавать семенной материал для выращивания на полях: есть можно, импортировать можно, а выращивать нельзя, — продолжает Равин. — Люди боятся генномодифицированных продуктов, на мой взгляд, совершенно безосновательно. Им по телевизору рассказывают страшилки, что взяли ген какого-нибудь страшного организма (например, скорпиона), вставили в картошку, и если вы съедите эту картошку, то сами превратитесь в скорпиона. Научной основы под этими страшилками нет никакой. Другой вопрос, что существует опасность утечки модифицированного генного материала в окружающую среду — опасность передачи новых генов диким родственникам. Поэтому генномодифицированные сорта должны сажаться отдельно, нужно избегать их контакта с сородичами; но это уже вопрос техники ведения сельского хозяйства. В случае картофеля это проблема вообще не очень актуальна: размножается он, в основном, вегетативным путем».

Татьяна Вайнтроб

ГМО – вред или польза?

Проблема поиска новых источников пищевых продуктов для человека в современном мире стоит как нельзя более остро. Людей становится всё больше, и все нуждаются в свежей, качественной и полноценной пищей. Одно из решений этой проблемы – ГМО, продукты, полученные с помощью генной инженерии. Но полезны ли они для человека?

ГМО – расшифровка и понятие

Определение генно-модифицированных организмов (именно так звучит расшифровка ГМО) гораздо шире, чем пищевые продукты с новыми свойствами. Под этим термином в науке понимают любой организм, генетический код которого был искусственно изменён с целью получения этим организмом заданных свойств.

Изменения генетического кода в живых организмах в природе происходит постоянно и носит название мутации, т.е. спонтанного изменения генотипа. Мутации могут быть полезными, нейтральными или вредными для организма в зависимости от того, помогают ли они выживанию организма.

Большинство мутаций по своему влиянию нейтральны и никак не проявляются или их проявления незначительны. Полезные мутации ложатся в основу будущей эволюции вида. Носители вредных мутаций чаще всего нежизнеспособны или не могут иметь потомства, что позволяет снизить влияние вредных мутаций на вид в целом. Считается, что примерно один из миллиона генов на планете содержит мутацию.

Учитывая, что генетический код человека включает более двух миллионов генов, то можно сказать, что каждый человек является носителем одной или нескольких мутаций, как правило, нейтральных и протекающих бессимптомно.

Человек издавна вмешивался в ход эволюции, чтоб получить организмы с необходимыми ему свойствами. Искусственный отбор позволил вывести огромное количество пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных и декоративных растений. По сути, селекция является методом опосредованного вмешательства человека в генетический код живых организмов. В результате такого отбора появляются животные и растения с теми свойствами, которые необходимы человеку.

ГМО являются следующим этапом искусственного отбора. Генная инженерия позволяет получить организмы с заданными свойствами уже в первом поколении, избежать появления особей с нежелательными признаками и их выбраковки. Процессы, происходящие в природе и взятые на вооружение человеком, с помощью генной инженерии могут происходить гораздо быстрее в искусственных условиях.

Таким образом, генетически модифицированным считается организм, подвергшийся целенаправленному изменению генотипа. В более узком смысле, когда речь идёт о пищевой промышленности, подразумеваются организмы, в генотип которых были искусственно внесены нехарактерные для них гены. Термин применяется к животным, растениям и микроорганизмам, и ни в коем случае – к людям, в том числе и потому, что эксперименты в области клонирования человека запрещены в большинстве стран.

Как производятся продукты ГМО

Самый распространённый способ получения ГМО-продуктов, это трансгенные организмы. Суть метода заключается в том, что последовательность генов, характерных для одного из организмов, вносят в ДНК другого вида. Таким образом получаются организмы, имеющие свойства другого вида (картофель, устойчивый к колорадскому жуку, микроорганизмы, способные синтезировать человеческий инсулин и др.).

В процессе создания продуктов ГМО существуют следующие этапы:

  • Выделение изолированного гена в организме-доноре;
  • Создание вектора – биохимической конструкции, позволяющей вводить последовательность ДНК в клетку без её разрушения;
  • Перенос вектора в исследуемый организм. Вектор является носителем необходимого гена, механизм его взаимодействия с основным организмом имеет общие черты с проникновением вируса, но сравнивать их между собой было бы не совсем верно;
  • Вектор встраивается в генетический код организма, вызывая его изменения;
  • Последний этап – отбор тех организмов, которые были успешно модифицированы и исключение из размножения не получивших новых свойств.

После всех этих процедур для дальнейшего размножения отбираются те организмы, которые проявляют заданные свойства. Те особи, которых изменения не коснулись, в большинстве случаев остаются неизменными.

Более сложные технологии генной инженерии на данный момент не получили большого распространения в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Они используются в основном в исследовательских целях для изучения и разработки более совершенных методов генной инженерии.

Тем не менее, поскольку технология всё еще является новой, все её последствия и влияние на более поздние поколения ещё не до конца изучены, до массового использования ГМО ещё далеко.

Вредны ли ГМО – продукты?

Что же делать простому обывателю – без боязни покупать любые продукты, или предпочесть те, производители которых обошлись без ГМО? Однозначного ответа на этот вопрос всё ещё нет даже в среде учёных. Ведутся исследования с целью выяснить опасность или безопасность употребления пищевых продуктов из ГМО.

В современной науке польза и вред ГМО являются предметом постоянных споров. Некоторые исследователи утверждают, что на протяжении своей эволюции человек многократно сталкивался с тем, что генетический материал употребляемых в пищу продуктов резко изменялся, и это не оказало негативного влияния, следовательно, ГМО абсолютно безвредны.

В качестве доказательство приводится то, что в пищеварительной системе все макромолекулы распадаются на более простые соединения, которые являются одинаковыми для всех живых организмов. Отдельные нуклеотиды, до которых распадается макромолекула ДНК, не могут принести вред человеку, поскольку содержатся в его организме в том же самом виде.

Кроме того, доказательством безвредности ГМО выступает и исторический фактор. Изменение рациона, включение в него видов, никогда до этого не употреблявшихся в пищу, открытие новых земель с полностью непривычными животными и растениями, которые человек также начинал употреблять в пищу, не принесло никакого вреда.

Однако существуют исследования на мышах, которые показывают, что при употреблении исключительно ГМО-продуктов через 3-4 поколения значительно повышается риск метаболического синдрома, сахарного диабета и других болезней обмена.

Со стороны учёных – сторонников ГМО такие исследования подвергаются резкой критике, поскольку набор продуктов, использованных в них, соответствовал рациону человека, а не грызуна, что могло послужить дополнительным провоцирующим фактором.

Два лагеря учёных довольно прочно стоят на своих позициях, приводя всё новые доказательства своей правоты, анализируя плюсы и минусы ГМО. Результаты исследований и компетентность их проведения всегда ставятся под сомнение сторонниками противоположной идеи. Тем не менее, убедительных доказательств, однозначно подтверждающих пользу или вред ГМО, до сих пор не получено. Поэтому, покупать или нет продукты, которые их содержат, остаётся личным выбором потребителя, а производитель обязан указать на упаковке наличие или отсутствие ГМО.

ГМО в России на сегодня

В нашей стране отношение к ГМО неоднозначно, как и по всему миру. Поскольку их вред или польза однозначно не доказаны, то производители и импортёры пищевой продукции обязаны отмечать содержание ГМО на упаковке продукта. Это необходимо для того, чтобы потребитель мог сам решить, хочет ли он употреблять пищу, которая не всегда полезна для здоровья.

В 2016 году принято постановление Госдумы о запрете выращивания ГМО-продуктов на территории России. Учитывая политику импортозамещения, увидеть на прилавках магазинов модифицированные пищевые продукты стало затруднительно.

Вопрос о целесообразности такой меры остаётся открытым. Если ГМО действительно вредны для здоровья будущих поколений, то оградить людей от них до тех пор, пока технологии не позволят сделать их безопасными, необходимо. Если же ГМО на самом деле не представляют никакой опасности, то, возможно, наша страна лишила себя возможности избежать продовольственного кризиса в будущем.

По данным социологических опросов отношение к ГМО в России скорее отрицательное – более 2/3 населения не стали бы покупать генно-модифицированные продукты. Тем не менее, не стоит отрицать низкий уровень знаний в области биологии, а особенно генетики, среди взрослого населения нашей страны, поэтому считать общественное мнение авторитетным было неверно.

Чем может быть полезно ГМО?

Генно-инженерные технологии позволяют значительно ускорить процесс селекции и получить особей с необходимыми признаками уже в первом поколении, чего крайне редко удаётся достичь при обычной селекции. Кроме того, процент выбраковки особей, не имеющих необходимых признаков, значительно снижается. Это позволяет снизить расходы на отбор и выведение новых сортов и пород, следовательно, конечная цена продукта станет несколько ниже.

Методы генной инженерии открывают перед селекционерами новые возможности, например, перенос генов между видами, которые не могут скрещиваться. Это позволяет создать принципиально новые сорта растений и породы животных, которые невозможно было бы вывести другим способом. Например, к таким видам относятся сорта картофеля, устойчивые к колорадскому жуку, и многие другие сельскохозяйственные растения, не подверженные вредителям.

Экономический эффект от подобных изменений трудно переоценить, тем не менее, сторонники теории о вреде ГМО утверждают, что растения, несъедобные для паразитов, могут быть ядовитыми и для людей.

По данным статистики, собранным на 2014 год, урожайность генетически модифицированных растений выше до двух раз только за счёт устойчивости к вредителям. Выращивание ГМО-сельхозкультур позволяет значительно снизить расходы на инсектициды, а также потери от вредителей и неблагоприятных климатических условий.

Большой урожай позволяет сделать продукты более дешёвыми и доступными. В развивающихся странах это даёт возможность обеспечить достаточным количеством продовольствия всё население, в развитых – уменьшить расходы на еду, сделать пищу более разнообразной.

Ведутся работы по созданию сортов растений, дающих повышенный урожай, а также способных переносить непривычный для них климат (холодоустойчивые формы фруктов). Это сделает более доступными многие фрукты и овощи, снизит расходы на их транспортировку и неизбежные потери продукта при этом.

Выращивание ГМО-животных является гораздо более сложным, исследований в этой области гораздо меньше. В природе частота жизнеспособных мутаций среди животных, особенно среди млекопитающих и птиц, намного ниже, чем среди растений. Поэтому и работы, связанные с генетическими модификациями, дают гораздо меньший результат. Поэтому проблемы стоящие перед животноводами, в основном решаются путём привычной селекции, которой еще далеко до ухода в прошлое.

Несколько слов о непищевом применении ГМО. В лесном хозяйстве нашли своё применение древесные породы с повышенным содержанием целлюлозы. Это позволяет использовать древесину в гораздо меньших количествах, сократить вырубку лесов при сохранении объёма производства бумаги и других изделий из целлюлозы.

В фармацевтической промышленности используются почвенные бактерии с дополнительным геном, позволяющим синтезировать человеческий инсулин. Так получают наиболее близкий аналог инсулина для больных сахарным диабетом. Его биодоступность гораздо выше, чем свиного или бычьего, он гипоаллергенен и гораздо более эффективен.

Кроме инсулина, созданы и другие рекомбинантные белки человека – интерфероны, гормоны эндокринных желёз. До появления ГМО их можно было получить только из донорской крови, что создавало риск инфицирования препаратов, или пользоваться аналогичными веществами, получаемыми из крови животных, которые очень ограниченно совместимы с человеческими тканями.

На примерах модифицированных организмов изучаются закономерности протекания различных процессов в организме человека, что поможет в перспективе найти препараты, замедляющие старение, лекарства от хронических заболеваний, сейчас считающихся неизлечимыми.

В настоящее время развитие исследований в области генной инженерии существенно замедляют споры о вреде или пользе ГМО. Законы, которые запрещают выращивание ГМО, приняты не только в нашей стране. Ограждая население от возможного вредного воздействия модифицированной пищи, такие законы ограничивают возможность сделать ГМО-продукты более безопасными.

Плюсы и минусы

Пока что большая часть аргументов за и против ГМО остаются в области умозрительных заключений. Для получения точных доказательств пользы или вреда генно-инженерных продуктов для человека необходимо время, и поставить точку в этом споре можно будет только через несколько поколений. На данный момент говорить об однозначной необходимости выращивать ГМО или об опасности таких продуктов преждевременно. Сейчас же следует уделить внимание повышению уровня биологических знаний среди населения.

Полезная статья? Оцени и добавь к себе в закладки!

Вредно ли есть генетически модифицированный картофель?

Небольшой экскурс в историю. Примерно в середине XIX века на посадки картофеля в Ирландии напала страшная болезнь, которую назвали картофельной гнилью. Сначала чернели и засыхали листья. А спустя несколько дней те, кто выкапывал клубни, видели на их месте черную склизкую гниющую массу. Более миллиона человек тогда умерли (от голода. — Примеч. ред.), еще два миллиона покинули Ирландию.

Это заболевание (фитофтороз) вызывается грибным патогеном Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, который относится к классу оомицетов. Оно существует и в наши дни (известно в народе как фитофтора. — Примеч. ред.) и уничтожает около 20% из 320 млн тонн ежегодного урожая картофеля в мире. Традиционные методы селекции растений в данном случае не помогли выработать сопротивляемость (и вовсе не потому, что плохи гены, определяющие резистентность картофеля, а из-за сопутствующего им генетического багажа десятков тысяч других генов). Поэтому вместо селекции картофель стали поливать фунгицидами. В Великобритании растущий картофель опрыскивают 10–15 раз. Фунгициды — токсичные соединения, одно хуже другого. Медьсодержащие фунгициды, используемые фермерами, занимающимися органическим земледелием (да, такие фермеры тоже используют пестициды), — отдельная проблема. Фунгициды ядовиты для людей и животных. Но еще хуже то, что из-за них развиваются медно-резистентные микробы, которые часто устойчивы также и к антибиотикам.

А если разобраться, какие гены дикого картофеля нужно использовать, чтобы противостоять этой напасти? Если я скажу, что могу выделить всего несколько генов дикого картофеля, к которому вы бы даже не прикоснулись, и добавить их в нашу аппетитную картошку? Никакого генетического багажа, только нужные гены резистентности. И это по-прежнему будет то же самое любимое блюдо.

Именно это и сделали британские генетики, проводившие в Норфолке испытания генетически модифицированного картофеля. Немецкая компания BASF Plant Science пошла на шаг дальше — она ожидает от Евро комиссии одобрения нового сорта ГМкартофеля «Фортуна», устойчивого к болезни. Ученые из Sainsbury Laboratory (Великобритания), Вагенингенского университета (Нидерланды) и BASF, опираясь на десятки лет изучения естественной сопротивляемости болезням, создали сорта картофеля, которые просто игнорируют это заболевание. Если этот сорт одобрят, «Фортуну» можно будет выращивать и продавать по всей Европе к 2014–2015 годам.

Вредны ли добавленные гены? Нет, это лишь фрагменты ДНК, не хуже других в картофеле. Вредны ли кодируемые ими белки? Нет, это незначительные вариации защитных белков, которые уже были у картофеля, но стали неэффективными. Может ли добавление генов стать источником неожиданных проблем? В докладе ЕС, основанном на 25-летних исследованиях биобезопасности генетически модифицированных организмов (ГМО), делается вывод, что генетические модификации сельскохозяйственных культур не опаснее традиционных.

Но получите ли вы этот вкусный, здоровый, нетронутый фунгицидами картофель? Не знаю. Ведь это же ГМО! Гринпис, «Ассоциация земли» и другие подобные организации создали ГМО плохую репутацию. Против ГМО выдвинуто много страшных обвинений, хотя ни одно из них не выдерживает тщательной научной проверки.

Суть же в том, что для улучшения и защиты сельскохозяйственных культур, таких как картофель, лучше использовать гены, а не химию — для нас, для почвы и для всех тех многочисленных существ, с которыми мы делим нашу планету. Почему мы предпочитаем пугаться глупостей и неохотно верим целым горам доказательств биологов?