“Чужеродные ДНК проникают в ткани и превращают нас в мутантов”, “ГМО – оружие геноцида русского народа”, “От ГМО дохнут мыши, люди и свиньи” – подобные суеверия активно обсуждаются в последнее время и в интернете, и в СМИ. Человеку, освоившему школьную программу по биологии и химии, сложно понять страхи перед ГМО. Позволим себе напомнить азы.
Все живое содержит ДНК – генетический код, передающий наследственную информацию. Если бы ДНК воспроизводилась безупречно, то мы бы представляли собой лишь комбинацию свойств своих родителей, и эволюция лишилась бы главного двигателя. Но все мы мутанты. ДНК настолько длинна и сложна, что при ее копировании обязательно случаются ошибки, и появляются организмы с новыми свойствами. Всем известная пшеница, которую многие потребляют в виде хлеба, каш и макарон, является триплоидным монстром: ее геном получился путем слияния геномов трех разных диких злаков, поэтому геном традиционной пшеницы почти в 5 раз сложнее человеческого. Среди ее сортов есть обладающие тетраплоидным, гексаплоидным и даже октоплоидным наборами хромосом. Да и эволюция самого человека – цепь мутаций; самая крупная из них – гипертрофия головного мозга, ставшая, как считают многие эволюционисты, следствием мутации, вызванной вирусным заболеванием.
На протяжении всей своей истории люди занимались селекцией. Сейчас в сельском хозяйстве не используются растения и животные, существующие в дикой природе, – только специально отобранные мутанты с нужными качествами. Естественные мутации происходят медленно, поэтому традиционная селекция с 30-х годов ХХ века – это воздействие на геном растения жестким излучением и химическими мутагенами с целью увеличения частоты появления мутаций. К настоящему времени таким способом получено более 2200 сортов различных культур. Такое грубое вмешательство затрагивает, конечно же, не только один нужный ген и вызывает множество непредсказуемых мутаций. Поэтому селекционеры тратят огромное количество времени и сил, чтобы среди тысяч мутантов найти обладающие “нужными” ошибками ДНК. При этом нет никакой страховки, что среди побочных мутаций не окажется вредных. В качестве примера появления непредсказуемых эффектов в традиционной селекции можно привести печальную историю с гибридом кукурузы “Техас”. В 70-х годах прошлого века огромные посевные площади этой культуры в США были уничтожены грибковым заболеванием. Позже выяснили, что продукт одного из генов, уникальных для этого гибрида, взаимодействовал с токсином гриба, что способствовало быстрому поражению посевов.
ГМО безопаснее сортов, полученных традиционной селекцией. Методы генной инженерии позволяют передавать один или несколько конкретных генов. Это резко увеличивает разнообразие изменяемых признаков и ускоряет процесс получения заданных свойств. Также при использовании генной инженерии существенно меньше число сопутствующих мутаций, к тому же их легче выявить. Кроме того, генномодифицированные продукты проходят беспрецедентную проверку, хотя даже обычное скрещивание без направленного мутагенеза вызывает более сильные изменения генома растений, чем генная инженерия.
Для сравнения: естественным половым путем был получен томат, устойчивый к нематоде (червь-вредитель). При этом в него был привнесен фрагмент генома дикого ядовитого томата в 3,5 млн. нуклеотидных пар. Если бы томат с такими же свойствами был получен путем генной инженерии, то в него бы точечно перенесли только ген устойчивости, который в 500 раз меньше. А ведь в лишнем “хвосте”, перенесенном половым путем, вполне могут быть десятки генов, кодирующих токсины. И что поразительно: трансгенный томат с понятными свойствами необходимо исследовать всеми возможными способами. А потенциально ядовитый, полученный естественным путем, не требует никаких проверок.
При этом далеко не всегда ГМО – что-то экстравагантное, вроде томатов с генами селедки. Чаще все прозаичнее – например, в геном культурного растения добавляют ген его дикого родственника, обеспечивающий засухоустойчивость. Или вовсе ничего не добавляют, а только включают и выключают работу уже существующих генов – такие организмы называют генноинженерными.
Какую ДНК употреблять в пищу, не играет никакой роли. ДНК всего живого состоит из четырех одних и тех же азотистых оснований – в желудочно-кишечном тракте все это расщепляется на одни и те же простейшие питательные вещества. После 25 лет исследований, финансируемых ЕС, Еврокомиссия заключила: “Главный вывод, вытекающий из усилий более чем 130 научно-исследовательских проектов, охватывающих 25 лет исследований и проведенных с участием более 500 независимых исследовательских групп, состоит в том, что биотехнологии, и в частности ГМО, не более опасны, чем традиционные технологии селекции растений”. Почему же, питаясь исключительно мутантами, общество испытывает фобию по отношению к более совершенному и безопасному способу их получения?
Экономическую подоплеку приписывают борьбе за рынок. Для выращивания ГМО требуется в несколько раз меньше гербицидов и пестицидов, при этом они могут идти в связке с препаратами конкретной компании-производителя. Поэтому распространение ГМО выдавливает с рынка нынешних производителей сельхозхимии. Ставка высока: только в России, по данным агентства “Клеффманн-Агростат”, в 2013 г. объем рынка средств защиты растений достиг $1,3 млрд., в США он составляет почти $10 млрд.
Не добавляют симпатий к ГМО и имена новых лидеров рынка семян – крупных химических концернов Monsanto, Bayer, Dupont. Их бизнес-стратегия понятна – стать лидерами в производстве тех продуктов, которые убивают их нынешнюю продуктовую линейку, и захватить стремительно растущий сегмент высокотехнологичного сельского хозяйства. Однако широкой публике Monsanto запомнилась как скандальный производитель Agent Orange – дефолианта, применявшегося для борьбы с растительностью во время войны во Вьетнаме.
Несомненным успехом в кампании против ГМО стала маркировка содержащих их товаров. С содержательной точки зрения это бессмысленно, поскольку ГМО-продукты безопаснее, да и сама граница, установленная в 0,9%, труднообъяснима. Но маркировка, как черная метка, пугает несведущих потребителей. А наиболее ушлые “ученые” приторговывают своими наклейками о безопасности.
Семь мифов о ГМО
Среди противников ГМО распространено несколько мифов, уже ставших частью фольклора. Кратко разберем наиболее популярные из них.
“ГМ-семена неоправданно дороги”. ГМ-семена действительно стоят дороже – компаниям-создателям необходимо окупить расходы на научные разработки и испытания; сельхозпроизводителям использование ГМ-культур позволяет заметно уменьшить издержки за счет меньшего числа гербицидов и пестицидов, а также снизить риски неурожая. Например, ГМ-соя требует всего одной обработки гербицидами, в то время как обычная – четырех-пяти обработок за сезон. Было бы странно надеяться, что Mercedes станет продавать свои машины за ту же цену, что и АвтоВАЗ. Так же нелепы подобные ожидания по отношению к производителям семян разного качества. При этом детальный анализ показывает, что использование ГМ-сортов дает заметный прирост рентабельности по основным культурам.
“Бедные индийские фермеры вешаются от того, что не оправдались их надежды на урожай ГМ-хлопка”. Трагедия индийцев достойна сочувствия, но не связана именно с ГМО. Любая технология имеет границы эффективности. Разориться можно и купив телегу вполне традиционного навоза, если год оказался неурожайным. ГМ-технологии, напротив, позволяют создавать растения, способные противостоять засухе и паразитам, тем самым минимизируя риски сельского хозяйства. Как ярко свидетельствует статистика, именно благодаря только ГМ-хлопчатнику Индия в течение нескольких лет сумела превратиться из импортера хлопка в экспортера.
“Генно-девственная Европа запретила ГМО”. Это не соответствует действительности. В ЕЭС разрешено к использованию в качества пищевых продуктов и кормов 48 видов ГМО (в России только 34), а к выращиванию – два (в России ни одного). Диспропорция между числом ГМО, разрешенных к использованию и выращиванию, объясняется не экологическими причинами, а экономическими особенностями европейского сельского хозяйства, задыхающегося от перепроизводства. ЕЭС тратит более 40% всего своего бюджета на субсидии аграриям, что составило в 2013 г. около 60 млрд. евро. Использование в сельском хозяйстве ЕЭС более производительных технологий, в том числе ГМО, станет экономической катастрофой. В то же время европейцы не отказывают себе в радости лакомиться ГМО, выращенными в других странах.
“Из-за ГМО ассортимент фруктов и овощей станет беднее”. Действительно, количество культивируемых сортов быстро снижается. Только к ГМО это не имеет отношения. Сокращение ассортимента началось задолго до появления генной инженерии и связано с сугубо экономическими причинами: сельхозпроизводители выбирают самые урожайные, лежкие и рентабельные сорта. При этом сама проблема несколько надуманна. Людям с достатком по-прежнему доступен широкий ассортимент продуктов в магазинах премиум-класса. А бедные без успехов сельского хозяйства и появления небольшого числа эффективных, а значит, дешевых сортов видели бы фрукты только в книжках с картинками.
“ГМО ядовиты настолько, что их не едят даже паразиты”. Генная инженерия позволяет заменять синтетические пестициды природными альтернативами – биопестицидами. Многих пугает встраивание в растения генов, которые делают их несъедобными для паразитов. Наиболее популярен Bt-токсин – белковый инсектицид, встраиваемый во многие ГМ-культуры: хлопок, кукурузу, картофель. Во-первых, этот токсин высокоспецифичен по отношению к нескольким группам насекомых и не ядовит для человека. Во-вторых, не все знают, что является альтернативой: до появления ГМ-растений на посадках распыляли “автора” этого токсина – бактерии Bacillus thuringiensis, в которых есть ряд генов, кодирующих другие токсины, потенциально опасные для человека. Поэтому использование ГМ-культур с одним заведомо нетоксичным геном устойчивости к насекомым заведомо безопаснее, чем распыление целых микробов, не говоря уже о тоннах синтетических ядохимикатов.
“Семена ГМ-культур теряют свои характеристики”. Это утверждение лишь следствие невежества. Расщепление признаков, так же, как и стерильность, встречается у традиционных гибридов. В то время как ГМО, к огорчению их создателей, сохраняют свои свойства и в семенах. “В США зарегистрирована ГМ-пшеница, однако по договоренности с правительством компании-производители не выпускают ее на рынок. Причиной тому не опасения за какие-либо последствия для природы, а риск несоблюдения авторских прав при ее распространении”, – объясняет президент Российского зернового союза Аркадий Злочевский. В США была запатентована технология “гена-терминатора”, предназначавшаяся для предотвращения распространения трансгенов при скрещивании ГМ-культур с дикорастущими родственными видами. Ее же можно использовать и для защиты авторских прав на ГМО, но ни одной коммерческой культуры с “геном-терминатором” выпущено не было.
“Россию спасет органическое земледелие, и для этого нужно запретить ГМО”. Ничто не мешает выращивать органическую брюкву на соседнем поле с ГМ-кукурузой. И подобный опыт есть в мире: в Соединенных Штатах успешно развивается органическое земледелие, хотя США являются лидером по выращиванию ГМО. Правда, чтобы российская брюква считалась органической, придется несколько лет выжидать, пока после выращивания традиционных сортов очистится почва, пропитанная удобрениями и ядохимикатами. Но главная проблема в том, что развитие органического земледелия не компенсирует потерь при отказе от современных биотехнологий. По оценке Аркадия Злочевского, органический премиум-сегмент – это 3-5% продовольственного рынка. Больший спрос на органическую продукцию в Европе объясняется высоким уровнем жизни, существенным субсидированием сельского хозяйства и перепроизводством в нем. В силу последнего обстоятельства “органика” вряд ли сможет отвоевать в России большую долю рынка. По данным Росстата, среднестатистическая российская семья тратит на продукты питания около 30% своих доходов, и платить в два-четыре раза больше за органическую пищу ей будет явно не по карману.
Настоящие риски
Как и у любой технологии, у генной инженерии есть свои риски и ограничения. И не запреты, а только действующая система контроля за соблюдением технологий выращивания и использования позволит сделать применение ГМО безопасным.
Ключевой момент – биобезопасность. ГМ-культуры через свободное опыление способны передавать свои гены дикорастущим родственникам или другим сортам. В результате могут получаться суперсорняки, устойчивые к гербицидам. Избавиться от них будет сложнее, чем предотвратить их появление. Именно для обеспечения безопасности необходима процедура регистрации ГМ-культур, включающая необходимые испытания, а также последующий контроль соблюдения технологии выращивания. “При регистрации ГМ-культуры в каждой конкретной стране проводится изучение наличия дикорастущих родственников и возможности их переопыления с ГМ-растениями, исследуются трофические цепи, в которые вовлечено новое ГМ-растение. Например, если растение содержит (или синтезирует) белок, придающий устойчивость к вредителю, необходимо оценить, как он будет действовать на вредителя в конкретных районах использования, не затронет ли это других насекомых, в том числе из Красной книги”, – объясняет Дмитрий Дорохов, ведущий научный сотрудник центра “Биоинженерия” РАН, эксперт в области биобезопасности АТЭС и ЕЭК ООН.
Ученые проводят многолетние кропотливые испытания по каждой отдельной культуре. “На примере сои после десятилетних испытаний было показано, что действительно существует потенциальная возможность передачи диким сородичам признака устойчивости к гербициду при их совместном выращивании с ГМ-соей. Но вероятность крайне низка – одна тысячная процента, при этом соя – самоопыляемое растение, и уже на дистанции выращивания в 6 м никакого переноса генов не наблюдается. Также было доказано, что через несколько лет без применения гербицида этот признак у дикой сои “вымывается” – уходит без селективного давления”, – объясняет Дмитрий Дорохов. Риски перекрестного опыления нивелируются при условии соблюдения технологий выращивания. В Европе уже имеется более чем 15-летний опыт выращивания ГМ-кукурузы одновременно с ее традиционными сортами.
Дмитрий Дорохов потенциально более опасными считает ГМ-культуры новых поколений, обладающих засухо-, морозо- и солеустойчивостью: “Если дикорастущие растения получили ген устойчивости к конкретному гербициду, то существуют еще десятки других гербицидов, которые решат проблему. Если сорняки получат гены устойчивости к абиотическим факторам, то они могут получить дополнительное преимущество, и бороться с ними будет куда сложнее”. Другая опасность – зависимость от зарубежных производителей семян. Не стоит это связывать именно с ГМ-культурами. Такая же зависимость и по традиционным сортам. Переломить эту ситуацию можно. Пример тому – Турция, стремительно ставшая вторым в мире экспортером семян после США. Есть свои заделы и в области генной инженерии, что дает шанс наладить собственную индустрию производства ГМ-культур и их семян.
Остальные риски и угрозы связаны с отказом от ГМО. Экономика уже неумолима. Урожайность сои в России составляет 10,9 ц/га, тогда как в США и ЕС – 29,58 и 27,75 ц/га соответственно. По словам Аркадия Злочевского, использование ГМ-культур снижает себестоимость сельхозпроизводства минимум на 20%, а при массовом российском несоблюдении технологий выращивания экономический эффект может быть значительно больше. Отсутствие ГМ-культур в России снижает конкурентоспособность национального сельского хозяйства. Но по-настоящему критичной ситуация станет после вывода на рынок в других странах сортов ГМ-пшеницы, конкурирующих с российской ключевой культурой.
Страшилки о ГМО, ставшие популярными у политиков, могут иметь и более серьезные последствия, чем консервация отсталости России в агро- и биотехнологиях. Все споры относительно ГМО идут вокруг растений, им же посвящено и большинство исследований вреда генной модификации. Однако невежество политиков может серьезно усугубить проблему. Под определение ГМО подпадают также животные и микроорганизмы. Например, законопроектом, который в конце февраля был внесен в Госдуму тремя членами Совета Федерации, прямо запрещается оборот пищевых продуктов, материалов и изделий, содержащих генномодифицированные или генноинженерные организмы растительного, животного и микробного происхождения. В случае принятия этой или сходных инициатив по ограничению ГМО страна может столкнуться с неожиданными для многих последствиями.
“Если запреты коснутся работы с любыми генномодифицированными и генноинженерными микроорганизмами, вносимыми в окружающую среду, то это просто глупость. Если же это коснется микроорганизмов, работающих в закрытых системах, то это катастрофа: придется закрыть всю современную биотехнологию, – объясняет Михаил Бебуров, директор Государственного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГНЦ “ГосНИИгенетика”). – Сейчас биотехнологическим способом получают более 50% лекарств: антибиотики, витамины, инсулин, моноклональные антитела, интерфероны. А также биотопливо, всю “зеленую химию”. ГМ-микроорганизмы используются для очистки окружающей среды, в пищевой промышленности, для производства биоразлагаемых пластиков. Практически все птицеводство и свиноводство основаны на кормовых добавках – незаменимых аминокислотах, произведенных ГМ-микроорганизмами”.
Не менее важны и ГМ-растения, от которых фармацевтика уже много лет критически зависит. Большинство используемых в ней белков не может быть синтезировано химическими методами, поэтому трансгенные растения синтезируют антитела, антигены, факторы роста, гормоны, ферменты, белки крови и коллаген. ГМ-табак производит эритропоэтин, спасающий больных анемией, интерфероны, широко применяемые в лечении гепатитов и других вирусных заболеваний, гемоглобин, лекарства от рака. ГМ-картофель обеспечивает человеческий сывороточный альбумин, интерлейкины, эластин. ГМ-рис – лизоцим, альфа-интерферон, альфа-1-антитрипсин. ГМ-подсолнечник – гормон роста соматотропин, ранее добывавшийся из гипофиза человеческих трупов, что служило причиной его дефицита и риска передачи вирусных инфекций.
Сейчас из биотехнологической продукции Россия импортирует 100% аминокислот для сельского хозяйства (лизин), до 80% кормовых ферментных препаратов, 100% ферментов для бытовой химии, более 50% ветеринарных антибиотиков, 100% молочной кислоты, от 50% до 100% биологических пищевых ингредиентов. Странно даже говорить о продовольственной безопасности страны, импортируя коров из Голландии, а корма из ГМ-сои для них – из Китая.
Активизация обсуждения ГМО началась с постановления правительства России №839 от 23 сентября 2013 г. Оно устанавливает правила регистрации ГМО, предназначенных для выпуска в окружающую среду (в противоположность сугубо лабораторным экспериментам), а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей их. Истерия, раздутая борцами с ГМО, привела к тому, что стали звучать требования об отмене регистрации.
Энтузиасты борьбы, похоже, не знают, что отмена обернется против них. До сих пор любое ГМО можно было легко вычислить по маркерам, остававшимся при встраивании гена. Однако уже сейчас научились изменять ДНК, не оставляя следов. Поэтому вскоре обнаружить генную модификацию в коммерческих сортах можно будет лишь в случае, если точно известно, что и где поменяли. Если отказаться от регистрации, при которой как раз и заявляются эти данные, то вскоре мы уже никаким образом не сможем отделить ГМО от традиционных мутантов.
Любые запреты ГМО не только бессмысленны и опасны, но и нереализуемы. Российские сельхозпроизводители уже вовсю используют ГМ-семена. По оценкам Аркадия Злочевского, около 400 тыс. га в России уже занято под ГМ-культуры, преимущественно кукурузу, сою, рапс, подсолнечник. ГМО уже в желудках и на полях. Главный вопрос не в том, решаться ли на использование и выращивание ГМО, а в том, как упорядочить, обезопасить и использовать их на благо экономики.
Зачем народу ГМО
Сельское хозяйство за последний век сделало три серьезных рывка в производительности. Первым в первой половине XX века стала механизация. Вторым – химизация, пик которой пришелся на 50-60-е годы ХХ века. Массовое применение удобрений и ядохимикатов привело к “зеленой революции” – заметному росту урожайности основных сельхозкультур. Третьим направлением развития стали биотехнологии. Их достижения, например, позволили с 1940 г. в среднем в 5 раз увеличить урожайность кукурузы в США.
Ключевые причины использования ГМО – экономика и экология. В мире приходится производить все больше продуктов питания на меньшей площади. К 2020 г. в 2,4 раза по сравнению с 1960 г. снизится площадь пахотных земель, приходящаяся на одного человека. Аппетит при этом не уменьшается. Влияет на урожайность и глобальное потепление, требуя культур, устойчивых к засухе. Экология не менее важна – помимо роста издержек в разы больший расход ядохимикатов на традиционных культурах сказывается на здоровье, они попадают с продуктами на стол, а с осадками – в грунтовые и питьевые воды. В настоящее время более 95% генномодифицированных сельскохозяйственных культур – это растения, устойчивые к гербицидам и насекомым, что позволяет сельхозпроизводителям уменьшить применение веществ для защиты растений.
В 2013 г. ГМ-культуры заняли уже 175,2 млн. га сельскохозяйственных площадей – 12,4% всех пахотных земель мира. Их выращивали 18 млн. фермеров, более 16,5 млн. (свыше 90%) из которых – не склонные к риску малые фермеры из развивающихся стран. Последние два года развивающиеся страны вырвались вперед и выращивают больше биотехнологических культур, чем развитые. Основные по занимаемым площадям ГМ сельскохозяйственные культуры – соя, кукуруза, хлопок и рапс. Используются также ГМ-культуры сахарной свеклы, люцерны, папайи, тыквы, тополя, томатов, бананов, сладкого перца, картофеля, риса и декоративных цветов.
Мировой рынок биотехнологий к 2025 г. должен достигнуть $2 трлн., темпы роста по отдельным сегментам рынка колеблются от 5-7% до 30% в год. Доля России на мировом рынке биотехнологий составляет менее 0,1%.
Однако следы биоинженерии в России обнаружить можно. Одни из наиболее успешных российских коллективов в генетической инженерии растений – лаборатории экспрессионных систем и модификации генома растений Института биоорганической химии РАН и генетической инженерии растений Всероссийского института сельскохозяйственной биотехнологии, которыми руководит Сергей Долгов. Документы на созданную в его лаборатории пшеницу, устойчивую к гербицидам и засоленности почв, уже приняли на регистрацию в Государственной службе семеноводства и сортоиспытания, еще около 5 культур у него в запасе. В этих лабораториях ведется работа над трансгенными томатами, яблоками, рапсом и ячменем, косточковыми культурами. Но, несмотря на успешность результатов, Сергей Долгов признает: “В России всего три-четыре научных центра всерьез занимаются получением трансгенных растений. И все они в сумме по результатам сопоставимы с одним средним американским университетом. С промышленными компаниями неловко и сравнивать: наша лаборатория – это одна десятая лаборатории Pioneer в Айове. А та, в свою очередь, – лишь одна пятая от исследовательского центра Monsanto”.
В Институте биоорганической химии РАН выращивают трансгенные березы и осины. Деревья с уменьшенным содержанием лигнина будет легче перерабатывать в бумагу. А березы с измененным метаболизмом азота растут на 15% быстрее обычных.
В рамках российско-белорусского проекта были получены трансгенные козы. Благодаря вживленному гену человека они дают молоко с белком лактоферрин, который содержится в женском молоке и предохраняет новорожденного от инфекций. Дети, которых не вскармливают грудью, остаются без этой защиты. Поголовье коз уже разводится в Подмосковье и Беларуси, современное спермохранилище козлов-мутантов пущено в Ставрополе.
Ключевая проблема для развития биотехнологий в России – отсутствие рынка. “Государство выделяет деньги на создание новых разработок, но при этом не дает возможности для их коммерциализации. Например, центром “Биоинженерия” в России созданы сорта картофеля, устойчивые к колорадскому жуку. Они прошли все необходимые испытания на безопасность и разрешены для использования в пищу. Однако выращивать их в России мы не имеем права”, – сетует Дмитрий Дорохов. В июле 2013 г. правительство России утвердило Дорожную карту развития биотехнологий и генной инженерии. Согласно этому документу, производство биотехнологической продукции в России должно вырасти с 28 млрд. руб. в 2012 г. до 200 млрд. к 2018 г. (Эксперт/Пищепром Украины и мира)
