Питання про генетично модифікованих рослинах все більш актуалізується в останні роки. У трансгенних технологій є свої противники і захисники, проте з плином часу ситуація не стає ясніше. В статті мова піде про те, що таке генетично змінені рослинні культури, ніж їх плюси і мінуси, будуть приведені трансгенні рослини з прикладами.

Актуальність проблеми

Населення планети Земля на початок 2016 року становило 73 мільярда людей і стрімко збільшується донині. Багато народів на планеті відчувають постійну нестачу їжі та води. Це пов'язано з шкідливим впливом людини на природу, в результаті якого виснажується родючість ґрунту.


У XX столітті було втрачено не менше 20 % плодоносних територій на всій планеті. Їх площа і зараз продовжує зменшуватися в результаті біологічної деградації, опустелювання земель, змиву корисної поверхні, вилучення земель під інші потреби. Перехід на обробіток технічних культур для виготовлення метанолу веде до скорочення площі посівних земель, що ще більше погіршує становище з харчуванням людини. Дослідження Моз Росії показали, що харчування населення характеризується зменшенням кількості біологічно цінних продуктів. В результаті утворюється нестача білків, вітамінів і інших корисних елементів. Наукові спільноти прогнозують збільшення кількості людства на Землі до 9-11 мільярдів до 2050 року, тому потрібно подвоїти або навіть потроїти обсяги землеробської продукції по всьому світу. Це збільшення нездійсненно без введення трансгенних рослин, які допомагають підвищити обсяг врожаїв і знизити ціну на продукти, а також містять властивості, яких немає у рослин, вирощених за традиційною технологією.

Суть технології

У будь-якого живого організму є гени, які визначають всі його ознаки. Складні ланцюжки генів формують властивості. Сама ланцюжок називається генотипом (геномом). Раніше нові гібридні сорти виходили в результаті з'єднання батьківських рослин, які змінювалися генами один з одним, і виходили нові ознаки. Цей процес займав велика кількість часу, а кінцевий продукт не завжди відповідав очікуванням. Завдяки розвитку нових технологій стало можливим зміна генотипу рослин набагато швидше за допомогою введення необхідних генів. Це напрямок наукової діяльності дістало назву генної інженерії. Рослини з зміненими генами називаються трансгенними або генномодифікованими. Генні інженери створюють нові генотипи. Тому вдається швидше отримувати нові рослини. Також з'явилася можливість трансформації генотипу з конкретною метою.

Приклади генних модифікацій

Генна інженерія допомагає вводити гени, стійкі до різним шкідливим факторам:

Гербіцидних засобів.

Пестицидним складам.

Фитопатогенним мікроорганізмів.

Вводяться також гени, що збільшують термін дозрівання, фіксують азот. Вдається поліпшити амінокислотний білковий склад рослин. Розвиток сільськогосподарської промисловості і посадки одних і тих же культур на величезних територіях призводить до розмноження шкідників і переносу захворювань. Для боротьби з ними учені створюють численні хімічні склади. Шкідники поступово пристосовуються до отрут і стають стійкими. Екологічна ситуація погіршується: гинуть потрібні комахи, а в ґрунт потрапляють небезпечні хімічні речовини.
Генна інженерія пропонує створення генів, що виробляють захист від шкідників. У томатів прибирають ген, що викликає швидке гниття. В огірки додають гени, що відповідають за освіту цукру, в результаті виходить солодкий огірок. Чисто теоретично подібні методи дозволяють виростити ідеальні рослини, які дають високий урожай, не бояться паразитів і не хворіють. Така практика здійснюється з 1984 року. Перша трансгенна рослина зареєстровано в 1983 році. Це був тютюн, в клітинні структури якого впровадили сторонні гени. Випробування тютюну в полі були зроблені у 1986-му в США. А у 1994 році в США в продаж надійшла трансгенна їжа. Це були томати з низьким терміном визрівання і соя. Через два роки на ринок вийшов цілий перелік генетично перетворених культур: кукурудза, томати, картопля, соя, ріпак, редис, кабачок, бавовник. З тих пір генні модифікації застосовуються до всіх сільськогосподарських культур, посіви збільшуються. Це пояснюється економічною вигодою. Адже колорадський жук знищує великі посіви картоплі, з-за чого втрачаються мільярди доларів. Рішенням виступає трансгенну картоплю, не схильний до колорадського жука. Можна і далі називати трансгенні рослини з прикладами. На сьогоднішній день їх список досить великий. Практично всі сільськогосподарські культури отримали свого генного двійника.

Науковий процес

Створення трансгенних рослин починається з внесення певних генів у рослинні клітини для інтеграції у їхні хромосоми. Процес введення чужих генів спрощується, якщо спочатку клітинні стінки видалені за допомогою ферментів: пектиназу або целюлази, що веде до появи протопластів. Нові гени впроваджують у протопластние структури, після чого клітини культивують в поживних умовах, потім утворені клітини застосовують для відновлення рослин.
Основне завдання генної науки - це трансгенні рослини, стійкі до гербіцидів і до вірусів. Для цього використовується метод введення трансгенів, які експресують всередині клітин антитіла проти вірусного білка. Виведення культур, не схильних до вірусам, дозволило створити надійний захист рослин від багатьох видів вірусних рослинних захворювань. Основними методами отримання трансгенних рослин є:

Використання агробактерії. Полягає у впровадженні спеціальної бактерії в генотип рослин.

«ДНК-пушка». У цьому випадку вчені буквально «вистрілюють» ДНК у клітину. У підсумку такі «кулі» вбудовуються разом зі своєю ДНК в необхідне місце.

Позитивне значення

Селекція не давала можливості отримати рослини з великим об'ємом вітамінів. Розвиток біохімії забезпечило таку можливість. Наприклад, був виведений «золотий рис» з підвищеним вмістом вітаміну А. Отримана суниця з високим вмістом вітаміну С. Проведена соя, якої в п'ять разів підвищена кількість вітаміну Е. З допомогою рослин продукуються різні цінні білки, вакцини, антитіла. З допомогою рослинних систем створюються рекомбінантні білки у промислових масштабах. Найпершим був отриманий гормон росту людини в 1986 році. З тих пір синтезовано багато білків, серед яких:

авідін (використовується при молекулярно-біологічних дослідженнях);

казеїн (молочний білок, який використовується як харчова добавка);

колаген і еластин (білки для медицини).

З допомогою генетично змінених рослинних організмів вирішуються питання очищення навколишнього середовища. Наприклад, створюються рослини-биодеградатори. Вони можуть допомагати розкладання нафти та інших небезпечних речовин на великих територіях. Щоб очистити води і ґрунту, можна застосовувати рослини, які поглинають шкідливі речовини з навколишнього середовища, особливо важкі метали. У подібних дослідах лідирує тютюн, що володіє всіма цими здібностями. Для виконання завдань очищення рослини висаджують на забруднених територіях, потім прибирають і засівають новою партією «очищувачів». Щоб очищати воду, такі рослини повинні занурюватися кореневою системою в водні розчини.

Тенденції галузі

Процес отримання трансгенних рослин включає кілька складових:

Виведення сортів, що характеризуються високим рівнем врожайності.

Створення культур, здатних давати кілька врожаїв за рік. (Наприклад, виведена полуниця, плодоносна двічі за один літній сезон.)

Отримання трансгенних рослин, стійких до комах. (Існує картопля, знищує картопляного листоїда.)

Виведення сортів, що долають будь-які погодні умови.

Розведення рослин, продукують тваринні білки. (У Китаї виведений сорт тютюну, виробляє людський лактоферин.)

Застосування трансгенних рослин допомагають вирішити ряд питань, серед них: дефіцит продовольства, агротехнічні складності, розвиток фармакології та багато інших. Завдяки геномодифікованих рослин відходять у минуле шкідливі пестициди, які надають згубний вплив на стан навколишнього середовища. Трансгенні рослини, стійкі до комах, – це не фантастика, а цілком реальне явище у хліборобській галузі.

Відмінності генномодифікованих та природних рослин

Простому обивателю відрізнити природні і трансгенні рослини не представляється можливим. Це з'ясовується шляхом лабораторних аналізів. Моз Росії у 2002 році зобов'язав виробників маркувати продукти, що мають у складі більше п'яти відсотків геннопреобразованного матеріалу. Але в реальності таке маркування практично ніхто не ставить. Відповідні перевірки виявляють подібні порушення регулярно. Для отримання права на ввезення, отримання та продаж генномодифікованої продукції існує державна реєстрація, яка є платною процедурою. Це вкрай невигідно виробникам продуктів харчування. Маркування на продукті зовсім не означає, що їжа принесе шкоду людині. Між тим багато покупці розцінюють як небезпечний сигнал.

Генетично змінені рослини – які вони?

В Росії пройшли реєстрацію та всі необхідні перевірки 10 видів трансгенних рослин. До них відносяться:

соя двох видів;

кукурудза п'яти різновидів;

картопля двох сортів;

буряк;

цукор з цієї буряків.

На Заході генномодифіковані товари мають наклейки, ними завалені прилавки магазинів. В Росії теж багато подібних продуктів, хоча відповідного маркування на них немає. Проте всі ці товари привезені з інших країн. У Росії генетично змінені культури зустрічаються поки тільки в наукових експериментах. Непідробну гордість для учених представляє картоплю, від якого гинуть картопляні листоїди. Екологи виступають проти подібного картоплі. Проведені дослідження, показали, що від поїдання такої картоплі у щурів змінюється формула крові, співвідношення органів тіла, виникають різні патології. Втім, на думку вчених, це не привід відкидати галузь в цілому. Трансгенні розробки набагато простіше селекційних методів, а часом і безпечніше. Трансгенні продукти коштують значно дешевше натуральних, тому користуються попитом у слаборозвинених держав. У перспективі натуральні овочі та м'ясо стануть товаром маленьких магазинів з високими цінами.

Переваги і недоліки генетично змінених рослин

Є дві протилежні думки про цінності трансгенних технологій. Одні вчені вважають трансформацію генотипових даних абсолютно безпечною для організму людини і дуже корисною для розвитку сільського господарства. Інші вважають, що результат подібних трансформацій покаже себе лише через багато років. Поява трансгенних рослин також розділила світ навпіл. У числі тих, хто за, - США, Канада, Австралія, Аргентина і багато інших. Проти виступає Європа і безліч країн з відсталою системою землеробства. Аргументом проти трансгенних рослин є думка, що такі культури з часом самі перетворяться в неискоренимие бур'яни або будуть з'єднуватися з іншими насадженнями, забруднюючи навколишнє середовище. Звичайно, це цілком можливо.

Ситуація в світі і в Росії

На європейських прилавках генномодифіковані товари зустрічаються дуже рідко. Державні органи влади приймають суворі закони, які зобов'язують маркувати такі продукти. Існують також норми з ДНК. Подібна позиція Європи носить політичний і економічний характер. У Росії подібних законів поки немає. Втім, немає і законів, що дозволяють садити генноизмененние культури. Можна вести розробки з отримання нових сортів, а також дозволено завозити геннопреобразованние продукти з іноземних держав. У Росії імпортуються трансгенна соя і кукурудза. Громадська думка на ситуацію з генноизмененними товарами формують представники ЗМІ. Вони роздувають скандали і займають сторону ворогів геннопреобразованной продукції. Наукові докази безпеки її при цьому залишаються в тіні.

Чи є привід для занепокоєння?

Будь-які рослини, схильні до генетичної трансформації, проходять обов'язкові перевірки на безпеку, перш ніж отримати дозвіл на масове застосування. Державні відомства досліджують екологічні та токсикологічні ризики при вирощуванні даних культур. Ніяких серйозних небезпечних наслідків після вживання генномодифікованих продуктів досі не зареєстровано. Генна інженерія пропонує досить райдужні перспективи: трансгенні рослини не хворіють і не гниють. Але не варто забувати і давню приказку: «Природа не терпить порожнечі». Куди подітися хвороб і шкідників? Невже паразити залишаться без їжі і вимруть? До чого призведе таке явище, поки неясно. На думку супротивників трансгенних технологій, інженери-генетики вчиняють насильство над природою. Вони, на відміну від селекціонерів, переміщують будь-які гени в будь-яких напрямках, що неминуче призведе до сумних наслідків. Втім, у свій час і лікарів-хірургів звинувачували за зухвалість втручатися в людське тіло, а сьогодні медицина зробила крок далеко вперед, і дії лікарів ні в кого не викликають суперечок. Як би те ні було, зупинка прогресу неможлива. Ймовірно, використання трансгенних рослин – це недалеке майбутнє сільськогосподарської промисловості. Причому розробки генної інженерії зможуть допомогти сільському господарству вийти з багатьох складних ситуацій. А нові біотехнології забезпечать вирішення й інших проблем (продовольчих, технологічних і політичних). Тепер стає зрозуміло, що таке трансгенні рослини (ГМР), привести приклад і відповісти на це питання зможе будь-читач статті.