נושא הצמחים המהונדסים הפך יותר ויותר רלוונטי בשנים האחרונות. לטכנולוגיות טרנסגניות יש מתנגדים ומגינים, אולם עם הזמן המצב לא מתבהר. המאמר ידון מהם גידולים מהונדסים גנטית, מהם היתרונות והחסרונות שלהם, צמחים מהונדסים יינתנו עם דוגמאות.
רלוונטיות הבעיה
אוכלוסיית כדור הארץ בתחילת 2016 עמדה על 7.3 מיליארד אנשים והיא גדלה במהירות עד היום. עמים רבים על פני כדור הארץ חווים מחסור מתמיד במזון ובמים. זאת בשל ההשפעה המזיקה של האדם על הטבע, וכתוצאה מכך פוריות הקרקע מתרוקנת.
במאה העשרים, לפחות 20% מהטריטוריות נושאות הפירות על פני כדור הארץ כולו אבדו. שטחם ממשיך להצטמצם גם כעת כתוצאה מהידרדרות ביולוגית, מדבור של אדמות, שטיפת משטח שימושי, משיכה של קרקע לצרכים אחרים.
מעבר לגידולים מסחריים לייצור מתנול מוביל לצמצום שטח האדמה המעובדת, מה שמחמיר עוד יותר את המצב עם תזונת האדם.
מחקר של משרד הבריאות של רוסיה הראה כי תזונת האוכלוסייה מאופיינת בירידה במספרמוצרים בעלי ערך ביולוגי. כתוצאה מכך, קיים חוסר בחלבונים, ויטמינים ואלמנטים שימושיים אחרים.
קהילות מדעיות חוזות עלייה במספר האנושות על פני כדור הארץ ל-9-11 מיליארד עד 2050, ולכן יש צורך להכפיל או אפילו לשלש את נפח המוצרים החקלאיים ברחבי העולם. עלייה זו אינה אפשרית ללא הכנסת צמחים מהונדסים המסייעים בהגדלת התפוקה והורדת מחיר המוצרים, וכן מכילים תכונות שאין לצמחים הגדלים באופן מסורתי.
מהות הטכנולוגיה
לכל אורגניזם חי יש גנים שקובעים את כל התכונות שלו. שרשראות מורכבות של גנים יוצרות תכונות. השרשרת עצמה נקראת הגנוטיפ (גנום).
בעבר, זנים היברידיים חדשים הושגו על ידי שילוב של צמחי אב ששינו גנים זה עם זה, והתקבלו תכונות חדשות. תהליך זה לקח זמן רב, והמוצר הסופי לא תמיד עמד בציפיות.
הודות לפיתוח טכנולוגיות חדשות, אפשר היה לשנות את הגנוטיפ של צמחים הרבה יותר מהר על ידי החדרת הגנים הדרושים. תחום פעילות מדעי זה נקרא הנדסה גנטית. צמחים עם גנים שהשתנו נקראים טרנסגניים או מהונדסים גנטית. מהנדסים גנטיים יוצרים גנוטיפים חדשים. לכן, אפשר להשיג צמחים חדשים מהר יותר. זה גם הפך אפשרי לשנות את הגנוטיפ למטרה מסוימת.
דוגמאות של שינויים גנטיים
הנדסת גנים עוזרת להציג גנים עמידיםלגורמים מזיקים שונים:
- קוטלי עשבים.
- תכשירי הדברה.
- מיקרואורגניזמים פיטופתוגניים.
מוצגים גם גנים שמגדילים את תקופת ההבשלה, ומקבעים חנקן. אפשר לשפר את הרכב חלבון חומצות אמינו של צמחים.
פיתוח הענף החקלאי ושתילת אותם יבולים על פני שטחים נרחבים מביאים להתרבות של מזיקים ולהעברת מחלות. כדי להילחם בהם, מדענים יוצרים תרכובות כימיות רבות. מזיקים מסתגלים בהדרגה לרעלים ונעשים עמידים. במקביל, המצב האקולוגי מחמיר: החרקים הדרושים מתים, וחומרים כימיים מסוכנים נכנסים לאדמה.
הנדסת גנים מציעה יצירת גנים המייצרים הגנה מפני מזיקים. גן שגורם לריקבון מהיר הוסר מהעגבניות. הגנים האחראים על היווצרות הסוכר מתווספים למלפפונים, וכתוצאה מכך נוצר מלפפון מתוק. באופן תיאורטי בלבד, שיטות כאלה מאפשרות לגדל צמחים אידיאליים שנותנים תנובה גבוהה, לא מפחדים מטפילים ולא חולים.
תרגול זה בוצע מאז 1984. הצמח הטרנסגני הראשון נרשם ב-1983. זה היה טבק שבמבנה התא שלו הושתלו גנים של צד שלישי. בדיקות טבק בשטח נעשו ב-1986 בארה ב. ובשנת 1994, מזון מהונדס יצא למכירה בארצות הברית. אלה היו עגבניות ופולי סויה שהבשלה נמוכה. שנתיים לאחר מכן, רשימה שלמה של גידולים שעברו טרנספורמציה גנטית נכנסה לשוק: תירס, עגבניות, תפוחי אדמה, פולי סויה, לפתית, צנוניות, קישואים, כותנה.
Sמאז, הוחלו שינויים גנטיים על כל הגידולים, היבול שלהם גדל. זה נובע מהיתרונות הכלכליים. אחרי הכל, חיפושית תפוחי האדמה הקולורדו הורסת יבולים עצומים של תפוחי אדמה, וזו הסיבה שמיליארדי דולרים הולכים לאיבוד. הפתרון הוא תפוח אדמה מהונדס שאינו רגיש לחיפושית תפוחי האדמה הקולורדו. אתה יכול להמשיך להתייחס לצמחים מהונדסים עם דוגמאות. נכון להיום, הרשימה שלהם די נרחבת. כמעט כל הגידולים החקלאיים קיבלו את מקבילו הגנים שלהם.
תהליך מדעי
יצירת צמחים מהונדסים מתחילה בהחדרת גנים מסוימים לתאי הצמח לצורך שילובם בכרומוזומים שלהם. תהליך החדרת גנים זרים מפושט אם דופנות התא מוסרות תחילה על ידי אנזימים: פקטינאז או צלולאז, מה שמוביל להופעת פרוטופלסטים. גנים חדשים מוכנסים למבני פרוטופלסט, לאחר מכן התאים מעובדים בתנאי תזונה, ולאחר מכן משתמשים בתאים שנוצרו לשיקום צמחים.
המשימה העיקרית של מדע הגנטיקה היא צמחים מהונדסים עמידים לקוטלי עשבים ווירוסים. לשם כך משתמשים בשיטת החדרת טרנסגנים המבטאים נוגדנים כנגד החלבון הנגיפי שבתוך התאים. הרבייה של יבולים שאינם רגישים לנגיפים אפשרה ליצור הגנה מהימנה לצמחים מפני סוגים רבים של מחלות צמחים ויראליות.
השיטות העיקריות להשגת צמחים מהונדסים הן:
- יישום של אגרובקטריה. זה מורכב מהחדרת חיידק מיוחד לגנוטיפ הצמח.
- "אקדח DNA". במקרה זה, מדענים ממש "יורים" את ה-DNA שלהם לתוך התא. כתוצאה מכך, "כדורים" כאלה מוטבעים יחד עם ה-DNA שלהם במקום הנכון.
ערך חיובי
הרבייה לא אפשרה להשיג צמחים עם כמות גדולה של ויטמינים. התפתחות הביוכימיה סיפקה הזדמנות כזו. לדוגמה, "אורז זהב" גדל עם תכולה גבוהה של ויטמין A. התקבלו תותים עם תכולה גבוהה של ויטמין C. הופקו פולי סויה, שבהם הוגדלה כמות ויטמין E פי חמש.
חלבונים יקרי ערך שונים, חיסונים, נוגדנים מיוצרים בעזרת צמחים. בעזרת מערכות צמחיות נוצרים חלבונים רקומביננטיים בקנה מידה תעשייתי. הורמון הגדילה האנושי הראשון הושג בשנת 1986. מאז, חלבונים רבים עברו סינתזה, כולל:
- avidin (בשימוש במחקר ביולוגיה מולקולרית);
- casein (חלבון חלב המשמש כתוסף תזונה);
- קולגן ואלסטין (חלבונים לרפואה).
בעזרת אורגניזמים צמחיים מהונדסים גנטית נפתרות סוגיות של טיהור סביבתי. לדוגמה, צמחים-ביולוגיים נוצרים. הם יכולים לעזור בפירוק נפט וחומרים מסוכנים אחרים באזורים רחבים.
לטיהור מים ואדמה ניתן להשתמש בצמחים הסופחים חומרים מזיקים מהסביבה, בעיקר מתכות כבדות. בניסויים כאלה, הטבק, שיש לו את כל היכולות האלה, הוא המוביל.
להסתייםעבור משימות טיהור, צמחים נטועים באזורים מזוהמים, ולאחר מכן נקטפים ונזרעים עם אצווה חדשה של "מטהרים". כדי לטהר מים, צמחים כאלה חייבים לטבול על ידי מערכת השורשים שלהם בתמיסות מימיות.
מגמות בתעשייה
תהליך השגת צמחים מהונדסים כולל מספר מרכיבים:
- מפתחים זנים עם יבול גבוה.
- יצירת יבולים המסוגלים להפיק מספר יבולים בשנה. (לדוגמה, מגדלים תות שמניב פירות פעמיים בעונת קיץ אחת.)
- השגת צמחים מהונדסים עמידים בפני חרקים. (יש תפוח אדמה שהורס את חיפושית עלי תפוחי האדמה.)
- פיתוח זנים שיכולים לעמוד בכל תנאי מזג האוויר.
- גידול צמחים המייצרים חלבונים מהחי. (סין פיתחה זן טבק שמייצר לקטופרין אנושי.)
השימוש בצמחים מהונדסים עוזר לפתור מספר בעיות, ביניהן: מחסור במזון, קשיים אגרוטכניים, פיתוח פרמקולוגיה ועוד רבים אחרים. הודות לצמחים מהונדסים גנטית, חומרי הדברה מזיקים בעלי השפעה מזיקה על הסביבה הופכים נחלת העבר. צמחים מהונדסים עמידים בפני חרקים הם לא פנטזיה, אלא תופעה אמיתית מאוד בענף החקלאות.
הבדלים בין צמחים מהונדסים גנטית לצמחים טבעיים
לא ייתכן שהדיוט פשוט יבחין בין צמחים טבעיים לצמחים מהונדסים. זה נקבע על ידי בדיקות מעבדה.
משרד הבריאות של רוסיה בבשנת 2002, היצרנים נדרשו לסמן מוצרים המכילים יותר מחמישה אחוזים של חומר מהונדס גנטית. אבל במציאות, כמעט אף אחד לא שם סימון כזה. בדיקות מתאימות חושפות הפרות כאלה באופן קבוע.
כדי לקבל את הזכות לייבא, לקבל ולמכור מוצרים מהונדסים גנטית, יש רישום מדינה, שהוא הליך בתשלום. זה חיסרון ביותר עבור יצרני מזון.
תיוג על מוצר לא אומר בכלל שאוכל יפגע באדם. בינתיים, קונים רבים רואים בזה אות מסוכן.
צמחים מהונדסים גנטית - מה הם?
כל 10 המינים של צמחים מהונדסים נרשמו ונבדקו ברוסיה. אלה כוללים:
- שני סוגים של פולי סויה;
- חמישה סוגים של תירס;
- שני סוגים של תפוחי אדמה;
- סלק;
- סוכר מהסלק הזה.
במערב, למוצרים מהונדסים גנטית יש מדבקות, הם עמוסים במדפי חנויות. ישנם גם מוצרים דומים רבים ברוסיה, אם כי אין עליהם סימון מתאים. עם זאת, כל הסחורות הללו מובאות ממדינות אחרות. ברוסיה, גידולים שעברו טרנספורמציה גנטית נמצאים עד כה רק בניסויים מדעיים. גאווה אמיתית למדענים היא תפוח האדמה, שהורג את חיפושיות עלי תפוחי האדמה.
שוחרי איכות הסביבה מתנגדים לתפוחי אדמה כאלה. נערכו מחקרים שהראו כי מאכילת תפוחי אדמה כאלה בחולדות, נוסחת הדם משתנה, היחסאיברי הגוף, ישנן פתולוגיות שונות. עם זאת, לדברי מדענים, זו לא סיבה לדחות את התעשייה כולה.
פיתוח טרנסגני הוא הרבה יותר פשוט משיטות רבייה, ולפעמים אפילו בטוח יותר. מוצרים מהונדסים הם הרבה יותר זולים ממוצרים טבעיים, ולכן הם מבוקשים בקרב מדינות לא מפותחות. בעתיד, ירקות ובשר טבעיים יהפכו לסחורה של חנויות קטנות עם מחירים גבוהים.
יתרונות וחסרונות של צמחים מהונדסים גנטית
ישנן שתי דעות מנוגדות לגבי הערך של טכנולוגיות טרנסגניות. כמה מדענים רואים בשינוי של נתונים גנוטיפיים בטוחים לחלוטין לגוף האדם ושימושי מאוד לפיתוח החקלאות. אחרים מאמינים שהתוצאה של טרנספורמציות כאלה תופיע רק לאחר שנים רבות.
הופעתם של צמחים מהונדסים חילקה גם את העולם לשניים. בין המצדדים ניתן למנות את ארה ב, קנדה, אוסטרליה, ארגנטינה ועוד רבות אחרות. אירופה ומדינות רבות עם מערכת חקלאית נחשלת מתנגדות.
טיעון נגד צמחים מהונדסים הוא הדעה שגידולים כאלה יהפכו בסופו של דבר לעשבים שוטים בלתי ניתנים להדברה בעצמם או ישתלבו עם נטיעות אחרות, ויזהמו את הסביבה. כמובן, זה בהחלט אפשרי.
המצב בעולם וברוסיה
מוצרים מהונדסים גנטית נדירים מאוד במדפים באירופה. הרשויות הממשלתיות מחוקקות חוקים נוקשים המחייבים סימון של מוצרים כאלה. יש גם חוקי DNA. עמדה דומה באירופההוא פוליטי וכלכלי באופיו.
אין עדיין חוקים כאלה ברוסיה. עם זאת, אין חוקים המתירים לשתול גידולים מהונדסים גנטית. אפשר לערוך פיתוחים להשגת זנים חדשים, וכן מותר לייבא מוצרים שעברו טרנספורמציה גנטית ממדינות זרות. פולי סויה ותירס מהונדסים מיובאים לרוסיה.
דעת הציבור על המצב עם מוצרים מהונדסים גנטית נוצרת על ידי נציגי תקשורת. הם מנפחים שערוריות ומצדדים באויבים של מוצרים מהונדסים גנטית. עדויות מדעיות לבטיחות שלה נותרות בצל.
יש סיבה לדאגה?
כל הצמחים הנתונים לטרנספורמציה גנטית עוברים בדיקות בטיחות חובה לפני שהם מאושרים לשימוש המוני. משרדי הממשלה חוקרים את הסיכונים הסביבתיים והטוקסיקולוגיים של גידול יבולים אלה. טרם נרשמו השלכות מסוכנות לאחר השימוש במזונות מהונדסים גנטית.
הנדסת גנים מציעה נקודת מבט די בהירה: צמחים מהונדסים אינם חולים או נרקבים. אבל אל תשכח את האמרה העתיקה: "הטבע אינו סובל ריקנות". לאן הולכים מחלות ומזיקים? האם הטפילים יעברו בלי מזון וימותו? למה תוביל התופעה הזו עדיין לא ברור.
לפי מתנגדי הטכנולוגיות הטרנסגניות, מהנדסים גנטיים מבצעים אלימות נגד הטבע. הם, בניגוד למגדלים, מזיזים כל גנים לכל כיוון, אשרלהוביל בהכרח לתוצאות הרות אסון. עם זאת, פעם הואשמו המנתחים בחוצפה כדי להפריע לגוף האדם, אבל היום הרפואה צעדה רחוק קדימה, ופעולות הרופאים לא מעוררות מחלוקת.
איך שלא יהיה, עצירת ההתקדמות היא בלתי אפשרית. סביר להניח שהשימוש בצמחים מהונדסים הוא העתיד הקרוב של התעשייה החקלאית. יתרה מכך, פיתוח ההנדסה הגנטית יוכל לסייע לחקלאות לצאת ממצבים קשים רבים. וביוטכנולוגיות חדשות יספקו פתרון לבעיות אחרות (מזון, טכנולוגיות ופוליטיות).
כעת מתברר מהם צמחים מהונדסים (GMPs), כל קורא המאמר יכול לתת דוגמה ולענות על השאלה הזו.
