Глава 15. Генетически модифицированные продукты: пища будущего или риск для здоровья?

Населению Земли не хватает продовольствия.

Сельскохозяйственное производство, которое существует около 10 тыс. лет, постоянно увеличивало продуктивность полей, обеспечивая питанием растущее население Земли. Это достигалось введением в культуру новых растений, орошением, использованием навоза как удобрения, севооборотами с клевером и люцерной, которые способны фиксировать азот из воздуха и способствовать таким образом улучшению плодородия почв. Широкое применение минеральных удобрений началось с конца XIX в., когда население планеты превысило 1 млрд человек. Повсеместно расширялись посевные площади – за счет вырубки лесов, осушения болот и создания террасных полей на горных склонах. Уже с древних времен происходило постоянное улучшение сортового состава культурных растений и пород домашних животных, сначала простым отбором, а затем и с помощью гибридизации – методов, которые, по существу, копировали процессы, постоянно происходящие в природе. Около 80 лет назад к традиционной внутривидовой гибридизации разных сортов прибавились отдаленная гибридизация разных видов и полиплоидизация – удвоение числа хромосом, которые могли создавать более крупные плодовые органы, преобразовывать однолетние растения в многолетние и таким образом расширять ареалы земледелия. Однако развитие сельского хозяйства все время отставало от потребностей быстро растущего населения, в результате голод и гибель людей от голода случались (и имеют место сейчас) не только в отдельных странах, но и нередко в больших регионах и на субконтинентах. Африка, Индия, Китай и почти вся Юго-Восточная Азия не были в достаточной степени обеспечены ресурсами продовольствия в течение столетий, но это почти не сказывалось на росте населения.

В 1961 г. Индия, население которой приближалось к половине миллиарда, оказалась на грани массового голода. Для реформы сельского хозяйства правительство страны пригласило тогда уже известного селекционера Нормана Борлауга (Norman Borlaug), новые сорта пшеницы которого превратили Мексику из импортера в экспортера зерна. Борлауг вел гибридизацию и селекцию зерновых на уменьшение массы листьев и увеличение размеров колоса. В естественных биоценозах колос злаковых – это орган их размножения, а стебель должен быть высоким, чтобы пробиться к свету в окружении других растений. На возделанном поле такой необходимости нет, и выведенные Борлаугом карликовые растения могли давать с гектара такое же количество зерна, как и традиционные высокие сорта. К тому же, имея меньшую поверхность листьев, они требовали меньше влаги и были необыкновенно засухоустойчивыми. Применяемые на полях удобрения в большей степени шли на формирование зерен, а не листьев и стебля. Такую селекционную технологию применили и для получения новых сортов риса. К 1968 г. в Индии уже внедрялись карликовые сорта, которые при оптимальном удобрении давали 100 центнеров риса с гектара. В течение пяти лет производство риса в Индии удвоилось, а затем и утроилось. Этот успех известен в современной истории земледелия как «зеленая революция». В 1974 г. Всемирная конференция по продовольствию в Риме приняла программу полного искоренения голода на Земле в течение десяти лет. «…ни один мужчина, женщина или ребенок не будут ложиться спать голодными», – заявил на конференции, при всеобщем одобрении, Генри Киссинджер [1].

В 1961 г. мировое производство зерна в расчете на каждого жителя планеты составило 261 кг, а к 1985 г. оно выросло до 343 кг. Но затем этот показатель начал снижаться: в 1988 г. он упал до 306 кг, а к 1995-му – до 301 кг. Число голодающих в мире не уменьшалось, а росло, достигнув 1 млрд человек в 1996 г. Основной причиной этого стало не сокращение урожаев, а слишком быстрый рост населения планеты, превысившего 6 млрд [2]. В Индии и Китае, суммарное население которых составило к концу XX в. 2,3 млрд, не было голода, и эти страны продолжали оставаться основными экспортерами риса. Главные очаги недостаточного питания переместились в Африку и в те страны Азии и Южной Америки, в которых основным источником калорий были не рис или пшеница, а кукуруза, урожайность которой достигла максимума значительно раньше. В 1965 – 1985 гг. урожаи кукурузы росли медленнее, чем урожаи риса и пшеницы. Кукуруза гораздо беднее белком, чем рис или пшеница. Поэтому в обширных очагах голодания проблема осложнялась белковой недостаточностью питания. В создавшейся ситуации основные надежды в борьбе с голодом стали возлагать не на традиционную гибридизацию и селекцию, а на открытую именно в то время генетическую инженерию, которая давала возможность не просто увеличить урожаи, а изменить состав зерна. Одним из проектов генетических модификаций растений стала, естественно, и попытка улучшить качественный аминокислотный состав белков кукурузы путем внедрения в ее клетки генов новых ферментативных систем. Генетическая инженерия обещала не только увеличить биологическую полноценность продовольственных культур, ни и улучшить их вкусовые качества и даже объединить питательные и лечебные свойства растений.

Возможности генетики и реальности экономики.

Нередко суть аргументов в пользу генетических модификаций состоит в том, что, создавая такие модификации, ученые делают ту же самую работу, которой в течение тысячелетий занимались селекционеры, скрещивая разные сорта растений и объединяя таким образом их генетические системы. В действительности между гибридизацией и генетическими модификациями существует принципиальное различие. При традиционной гибридизации скрещивания проводятся внутри видов, пшеницу скрещивают с пшеницей, рожь с рожью. Иногда удается скрещивать и разные, но близкородственные виды. Таким образом, например, удалось получить пшенично-пырейные гибриды. Всем известны мулы – гибриды лошади и осла. Но между представителями более отдаленных видов половая гибридизация уже невозможна. При трансгенной гибридизации нет природных ограничений. В геном пшеницы можно ввести генные комплексы или отдельные гены воробья, трески или холерного вибриона. Это осуществляется не путем полового скрещивания, а путем впрыскивания с помощью ультрамикропипеток в ядро яйцеклетки ДНК, выделенной из других растений, бактерий или животных. Новая ДНК встраивается в геном яйцеклетки, приводя к образованию трансгенного растения или животного. Внедрение новых генов в нужный участок хромосом не всегда происходит удачно, и из полученных трансгенных растений проводится отбор. Аналогичные процессы происходят и в природе при вирусных инфекциях. Вирус, например, гепатита B или иммунодефицита, попадая в кровь, внедряется в первом случае в ДНК хромосом клеток печени, а во втором – в ДНК хромосом лимфоцитов крови. Эти вирусы размножаются вместе с размножением клеток. В эволюции животных и растений вирусная ДНК может переходить из поколения в поколение, модифицируясь иногда в полезный ген. Геномы человека, животных и растений содержат много участков ДНК, которые попали в хромосомы в результате вирусных инфекций миллионы лет назад и были постепенно инактивированы. Это один из вариантов генетической изменчивости. Такой же способностью внед рять свою ДНК в геномы бактерий обладают бактериофаги. Исследователи освоили этот механизм для внедрения в хромосомы новых генов. Именно таким образом в геном бактерий был «вшит» ген гормона человеческого инсулина, необходимого больным диабетом. В прошлом инсулин для инъекций получали из поджелудочной железы свиней путем очень сложных процедур. Инсулин, получаемый из культур бактерий, намного дешевле, и в настоящее время около 80% больных диабетом получают инъекции трансгенного инсулина.

В 1974 – 1975 гг., когда трансгенная технология была открыта в США, многие ученые предлагали ввести мораторий на исследования в этой области. Но джинна уже выпустили из бутылки. К этому времени наука разработала способ изоляции отдельных генов и групп генов из разных клеток и активно занялась расшифровкой полных геномов различных бактерий, растений, животных, а вскоре и человека. В генетике возникло новое направление «геномика».

Подробности многих интересных трансгенных рекомбинаций невозможно описать по той простой причине, что они засекречены. Дело в том, что генетическая инженерия может работать не только на пользу человеку, но и во вред, создавая суперлетальные формы биологического оружия. Если, например, кишечной палочке добавить не ген инсулина, а ген ботулина, сильнейшего биотоксина, то эта кишечная палочка станет биологическим оружием массового уничтожения. Такое оружие страшнее атомного, так как его легче создать, но практически невозможно уничтожить. Кукуруза, получившая гены устойчивости к гербицидам, доминирует в настоящее время в агробизнесе США. Но если те же гены сверхустойчивости к гербицидам будут внедрены в злостные сорняки, например в пырей, то это может стать катастрофой для сельского хозяйства. Именно поэтому существует система засекречивания биотехнологических методов. В связи с этим понятен протест многочисленных групп и организаций против распространения трансгенных технологий.

Монопольные тенденции в США.

В 1970-х годах трансгенная технология позволяла ученым осуществлять многочисленные манипуляции с отдельными генами или группами генов. Геном растений и животных состоит из двойных спиралей ДНК, локализованных в хромосомах. При нагревании в растворах двойные спирали раскручиваются на однонитчатые ДНК, из которых можно «вырезать» отдельные фрагменты – гены. Эти гены можно копировать с помощью ДНК-полимераз. Такой процесс размножения генов, называемый амплификацией, осуществляется в настоящее время особыми приборами. Именно благодаря возможности амплификации ДНК ученым (а при расследовании преступлений – полиции) достаточно иметь ничтожное количество материала, иногда небольшое пятно крови или один волосок, чтобы установить генетический профиль человека. Вирусы имеют особые ферментативные системы, позволяющие им проникать внутрь клеток, внутрь хромосом, а затем встраиваться в ДНК клетки хозяина. Вирус, таким образом, становится частью генома. Он может долго не проявляться. Скрытые, латентные формы вирусных инфекций (герпеса, гепатитов, иммунодефицита и др.) могут длиться месяцы или даже годы, а иногда и всю жизнь. Однако вирусную частицу, размножаемую в культурах клеток, можно инактивировать и присоединить к ней полезный ген, например инсулина, гормона роста, альбумина молока и т. д. После этого такой ген можно внедрить в клетки, в которых этого гена не было. Таким образом получают трансгенный организм, обладающий новыми свойствами. Яйцеклетка коровы, в которую внедряется ген человеческого молочного альбумина, может привести к рождению теленка, который, став коровой, будет давать молоко не только с коровьим, но и человеческим альбумином.

В этот период в США были начаты работы по обширной программе «Геном человека», в которой участвовали сотни лабораторий. На ее финансирование правительство выделило несколько миллиардов долларов. Почти каждую неделю публиковались сообщения об открытии генов разных белков, иногда с аномалиями, объяснявшими природу некоторых генетических болезней и синдромов. Делались многочисленные попытки открытия гена или генов, определяющих продолжительность жизни у разных видов животных.

В условиях фактически монополии США на открытия, изоляцию и амплификацию генов возникла проблема собственности на гены. Имеет ли ученый, открывший и размноживший ген для синтеза гормона X, авторское право (copyright) на этот ген? Может ли он получить патент и собирать гонорары с тех лабораторий, институтов или клиник, которые используют его методику? В прошлом патенты на открываемые природные вещества не выдавались. На пенициллин и другие антибиотики нет патентов, хотя новые оригинальные технологии по их выделению из грибков можно запатентовать. В 1980 г. Верховный суд США, рассматривавший аргументы за и против, разрешил патентовать гены. Конгресс США принял новый «Акт о патентах», позволив ученым, лабораториям и биотехнологическим компаниям получать патенты на генетические компоненты, гены и трансгенные организмы. Эта «продукция» переходила в категорию «интеллектуальной собственности».

В соответствии с принятым законом семена трансгенных растений с новыми свойствами можно покупать только у тех компаний, которые являются их легальными собственниками. Фермер может, например, покупать семена трансгенной кукурузы, устойчивой к паразитам или к гербицидам, для текущего посева, но не имеет права оставлять часть своего урожая на семена для следующего сезона. В новом году он должен опять закупать семенной материал у компаний, нередко находящихся в сотнях километров от его полей. Такая практика противоречит тысячелетним традициям земледелия. Нарушения были нередкими и рассматривались в сотнях судебных исков. Практика обязательной покупки семян для новых посевов ограничила возможности использования трансгенных культур, особенно в тех странах, где преобладают мелкие семейные фермы, а это характерно не только для Азии и Африки, но и для многих стран Европы. Крупные фермы в США и весь комплекс агробизнеса в Америке получили безусловное преимущество в использовании трансгенных культур. К 2000 г. Патентное бюро США выдало сотни патентов на трансгенные растения и животных. Срок исключительного права был определен в 17 лет. Этими законодательными ограничениями и объясняется то, что к 2007 г. больее 90% всех сельскохозяйственных площадей, занятых трансгенными культурами, находились на американском континенте: в США, Аргентине, Бразилии и в Канаде [3].

Трансгенные культуры и проблема голода.

УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА БЕЛКОВ КУКУРУЗЫ.

Кукуруза является основным продуктом питания для 1,5 млрд человек – жителей Южной и Центральной Америки, Мексики, Африки, засушливых районов Азии и горных районов Закавказья. В США кукуруза выращивается в основном как кормовая и техническая культура и на экспорт как продовольственная и кормовая. Из всех зерновых культур кукуруза наиболее урожайная. Однако белки кукурузы, основным из которых является зеин, бедны по двум незаменимым аминокислотам – триптофану и лизину. Содержание триптофана в белках кукурузы составляет лишь 0,7%, что почти в два раза меньше, чем в белках пшеницы, риса или сои. Содержание лизина в белках кукурузы (2,7%) ниже, чем в белках ржи (4,1%), и значительно ниже, чем в белках сои (6,9%). Поэтому белок кукурузы считается неполноценным. Преобладание кукурузы в питании населения приводило в прошлом к широкому распространению белковой недостаточности и тяжелой болезни пеллагры, связанной с дефицитом витамина ниацина (или никотиновой кислоты), который является производным обмена триптофана. Пеллагру, которая и в настоящее время диагностируется у миллионов людей, можно успешно лечить не только ниацином, но и полноценной белковой диетой. Эта болезнь была распространена в некоторых провинциях Испании, Италии и Франции, где в начале прошлого века население предпочитало кукурузу менее урожайной пшенице.

Одним из первых проектов по улучшению качества питания в бедных странах и искоренению пеллагры стал проект создания трансгенной кукурузы с повышенным содержанием триптофана. Уже в 1985 г. в США был выдан патент на кукурузу, зерна которой были богаты триптофаном. Детали методик создания этой кукурузы не публиковались. Было, однако, очевидно, что дополнительный триптофан не входил в состав белков кукурузы, а продуцировался бактериальными ферментами как свободная аминокислота. В геном кукурузы были введены бактериальные гены. Дополнительный триптофан, присутствовавший в зернах кукурузы не в составе белков, оказался токсичным, так как его концентрация в крови не была сбалансирована другими аминокислотами. Потребление такой триптофан-богатой кукурузы вызывало боль в мышцах, слабость, увеличение лимфоцитов и другие симптомы, которые первоначально классифицировали как новую болезнь [4]. Триптофан-обогащенная кукуруза, просуществовав пять лет, была запрещена для культивации.

Таким же образом в течение многих лет пытались получить трансгенную кукурузу, зерна которой были бы обогащены лизином. При этом были учтены ошибки предыдущих опытов, и ученые пытались не просто добавить лизин в зерна кукурузы, а уменьшить содержание в зернах зеина, бедного триптофаном и лизином, и увеличить содержание других белков путем амплификации их генов. Первые успехи в этом проекте были достигнуты в 2006 г. [5]. Однако запатентованные трансгенные сорта кукурузы с увеличенным содержанием более полноценных белков пока используются в небольших объемах лишь для кормления скота.

ПОПЫТКА ОБОГАТИТЬ БЕЛКИ СОИ МЕТИОНИНОМ.

Соя является важным источником растительного масла и пищевого и кормового белка. В балансе питания людей соя находится на четвертом месте после риса, пшеницы и кукурузы. Первое место в мире по производству сои занимают США, на втором месте – Бразилия, на третьем – Аргентина. Китай, где соя была введена в культуру около 5 тыс. лет назад, в настоящее время ее импортирует. Соя является главным белковым продуктом для миллионов вегетарианцев. Однако соевые белки дефицитны по метионину, незаменимой аминокислоте, необходимой не только для синтеза белков, но и биологически активных пептидов, например глютатиона. Содержание метионина в белках сои (1,5%) в два раза ниже, чем в животных белках. Это, безусловно, снижает пищевые и кормовые достоинства сои. Поэтому возник проект увеличения содержания метионина в белках сои путем генетической инженерии с использованием генов белков бразильских орехов, которые особенно богаты именно метионином (до 10%). Проект был запущен в 1987 г., и после семи лет совместной работы нескольких биотехнологических компаний появились трансгенные формы сои, которые помимо собственных белков образовывали один из альбуминов бразильского ореха [6]. Полученный результат был воспринят как крупный успех биотехнологии в создании культурных растений с улучшенными питательными свойствами. Использование трансгенной сои на корм скоту не создавало никаких проблем. Однако наличие сои с альбумином бразильского ореха в пищевых продуктах приводило к сильным аллергическим реакциям у 2% взрослых и 8% детей. Аллергеном оказался именно альбумин [7]. Белки многих орехов являются аллергенами. Это происходит потому, что из-за малых размеров молекул альбумина орехов небольшое количество такого белка может проникать через стенку кишечника в кровь без расщепления в пищеварительной системе. Это вызывает сильную иммунную реакцию, аналогичную реакции на любой чужеродный белок, или патоген. Сильная аллергия может привести к астме, экземе, дерматитам, расстройству пищеварения и, в редких случаях, к летальному исходу. Поскольку компании, создавшие трансгенную метионин-богатую сою, не могли контролировать распределение соевых бобов между производством кормов и пищевой промышленностью, то эту сою убрали из торговли. Однако идею обогащения белков сои метионином не оставили. С этой целью начались исследования по использованию генов белков семян подсолнечника, которые не являются аллергенами.

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПОМИДОР.

Помидоры, в прошлом сезонные овощи, приобрели столь широкую популярность, что потребителю хотелось видеть их на полках магазинов круглый год. В богатые страны помидоры теперь везут отовсюду, и по морю, и по суше, и по воздуху. Именно поэтому традиционная селекция создавала новые сорта томатов с расчетом на их транспортабельность и длительные сроки хранения. Такие возможности давали толстая кожура и сбор незрелых плодов, которые нередко доводили до кондиции под действием газовых стимуляторов. В результате поставляемые в торговлю в массовом количестве помидоры утратили свой специфический «томатный» вкус и аромат, характерные для плодов, дозревающих на грядках.

В 1989 г. небольшая калифорнийская биотехнологическая компания «Калген» (Calgene) сумела в результате пятилетних исследований восстановить у коммерческих помидоров вкус и аромат их исторических предшественников. Это было сделано не добавлением новых генов, а, наоборот, удалением гена, который контролировал образование фермента, вызывавшего размягчение плода при созревании и покраснении [8]. Помидоры могли дозревать на кустах, не размягчаясь, что позволяло их машинную уборку и транспортировку, а также обеспечивало длительную «лежкость». Однако новый сорт помидора, знаменитый «Flavr Savr Tomato» (первый трансгенный овощ), долго не поступал в продажу из-за сопротивления конкурентов, которые были монополистами в производстве и продаже томатов и томатного сока.

«Флавр Савр» смог попасть на полки американских супермаркетов лишь в 1994 г., после того как американские сенаторы, убедившись в его преимуществах в ресторане здания Конгресса, вынесли специальное решение Сената. Но на эти помидоры были установлены более высокие цены, и к 2000 г. они практически исчезли из продажи, что в обзорах по биотехнологии объясняли как «коммерческую неудачу». В действительности же главный конкурент «Калгена», мировой биотехнологический монополист «Монсанто» (Monsanto Company), просто купил соперника. «Флавр Савр» остался историей, описанной не только в десятках статей, но даже в книгах.

ТРАНСГЕННЫЙ КАРТОФЕЛЬ.

Картофель, как известно, повреждается множеством болезней и паразитов. В северных странах с влажным климатом основной ущерб картофелю наносит грибок фитофтора. В странах с более сухим и теплым климатом, в том числе в США, основными паразитами картофеля являются почвенные нематоды и колорадские жуки. Только из-за нематод иногда гибнет до 20 – 30% урожая. Около десяти лет назад компания «Монсанто» получила патент на трансгенный картофель, устойчивый к нематодам и колорадскому жуку. Эта устойчивость была достигнута путем введения в геном картофеля генов бактериального токсина из Bacillus thuringiensis, микроба, который считается безвредным для человека и других млекопитающих. Тот же ген еще раньше вводился в геном кукурузы, где он выполнял ту же роль инсектицида. Этот ген обычно обозначается символом Bt. Содержащие его бактерии являются паразитами личинок различных насекомых. Их токсины белковой природы повреждают стенки кишечника гусениц, вызывая сепсис и смерть. Однако любители картофеля и крупные ресторанные сети быстрой еды избегали закупать картофель, содержащий бактериальный токсин, даже если он был безвреден для человека. Интересы фермеров и потребителей картофеля в этом случае не совпадали. Потребитель не убежден в полной безвредности любых ядов. В США Bt-картофель не вышел за пределы 5% от общей продажи картофеля, что было невыгодно фермерам. В 2003 г. он исчез из торговли.

Значительно больший успех выпал на долю технического картофеля, который выращивается для производства амилопектина и используется в производстве глянцевой бумаги, а также как кормовой продукт. Этот картофель, названный Amflora, был выведен крупной немецкой биотехнологической компанией BASF сравнительно недавно. В его клубнях образуется амилопектин, одна из разновидностей крахмала, более устойчивая к действию амилазы. Несмотря на протесты, этот картофель высевается в Германии, а с 2010 г. и в Швеции. Выращивание трансгенного картофеля Amflora, в порядке исключения, было одобрено Европейской Комиссией [9].

ТРАНСГЕННЫЕ КУКУРУЗА И ХЛОПОК.

В США и в других американских странах гены Bt, обеспечиваю щ ие образ ование бактериального токс ин а-инсекти цида, вводятся в настоящее время в кукурузу, предназначенную для кормовых и технических целей. Эти же гены вводятся и в семена хлопка и сои. Однако введение этих генов в растения сладкой кукурузы, предназначенной для питания и производства корнфлекса и попкорна, вызвало негативную реакцию потребителей. Аргументы в пользу введения генов заключались в том, что наличие биологического природного инсектицида непосредственно в растениях избавляет фермеров от необходимости частых опрыскиваний культур синтетическими пестицидами, создающими больший риск для здоровья. Однако противники такой практики предсказывали, что постоянное присутствие в той или иной культуре бактериального токсина неизбежно приведет к приспособительным реакциям и к отбору в популяциях насекомых устойчивых форм. К 2007 г. устойчивые к Bt-токсину гусеницы действительно начали появляться. Опрыскивание пестицидами решает эту же проблему увеличением концентрации растворов или применением новых и разных пестицидов в течение одного сезона. Генетические модификации не дают такой возможности. Обнаружилось также, что Bt-токсин убивает не только насекомых паразитов картофеля или кукурузы, но и некоторых полезных насекомых, а также гусениц красивых бабочек, которые развиваются на растениях дикой флоры. Это было нарушением природного биоценоза.

К настоящему времени ген бактериального токсина присутствует в 60% всей выращиваемой в США кормовой и технической кукурузы, но отсутствует в сладкой кукурузе и в других сортах кукурузы, поступающих в пищевую промышленность. Этот же ген включен в большую часть выращиваемых в США хлопка и сои. Для защиты хлопковых плантаций трансгенная технология считается предпочтительнее и безопаснее, чем частое опрыскивание и опыление пестицидами. Трансгенный хлопок – пока единственная культура, которая распространилась по многим производящим его странам.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЕКТЫ СОЗДАНИЯ ТРАНСГЕННЫХ КУЛЬТУР РАСТЕНИЙ И ПОРОД ЖИВОТНЫХ.

К настоящему времени уже созданы трансгенные формы риса, содержащего бета-каротин, провитамин А. Названный «золотым рисом», он проходит испытания в разных странах. В результате длительных экспериментов в растения риса были введены два гена от желтых нарциссов и один бактериальный ген. Дефицит по витамину А, влияющий на зрение (ночная слепота), встречается главным образом среди бедного городского населения стран, имеющих неполноценную диету. Чаще всего авитаминозом A страдают дети. Рыбий жир долгое время был главным лекарством до открытия провитаминных свойств растительного каротина. Трансгенный рис, однако, пока не вошел в практику как коммерческая культура. Главным препятствием является необходимость для мелких фермеров Азии покупать семена риса для каждого посевного сезона. В Юго-Восточной Азии урожаи риса собирают нередко три раза в год. Удовлетворение потребностей в каротине значительно проще осуществляется за счет многих источников: салата, шпината, моркови и других овощей и фруктов. В недалеком будущем, когда истечет срок эксклюзивного права на продажу «золотого риса», он, очевидно, будет выращиваться более широко.

Главной формой генетически модифицированных культур пока остаются кукуруза, соя и рапс, в геномы которых были встроены гены устойчивости к гербицидам, также заимствованные у бактерий. Поскольку введение в практику сельского хозяйства гербицидов более 50 лет назад привело со временем и к появлению устойчивых к ним сорняков, то фермерам приходилось увеличивать концентрации гербицидов, что при достижении определенного уровня оказывало вредное влияние и на возделываемое растение. Увеличивая устойчивость культурных растений к гербицидам, фермеры могли проводить гербицидную прополку, применяя более высокие концентрации химических средств защиты растений. Критики отмечают, что это лишь временное решение проблемы, так как оно ведет к более высоким примесям гербицидов в урожае и к неизбежному появлению высокой устойчивости к гербицидам и сорняков – за счет отбора и межвидовой гибридизации. Генетически модифицированные на устойчивость к гербицидам культуры составляют в мировом земледелии более 60% всех возделываемых трансгенных растений. Еще около 20% трансгенных растений приходится на устойчивые к паразитам и столько же – на культуры с генами и того и другого типа. Во всех случаях это технологические трансгенные сорта. Они повышают производительность земледелия, но не влияют позитивно на качество пищевых продуктов. Скорее даже наоборот.

Улучшение качества продовольственных продуктов пока находится лишь в стадии интересных проектов. Среди них можно отметить попытку ускорить рост ценных пород рыб на рыбных фермах путем введения в геномы рыб дополнительных генов гормонов роста. В экспериментах уже были получены быстро растущие лососевые и около 20 других видов трансгенных рыб. В 2006 г. были экспериментально получены клонированные свиньи с генами из червей, которые добавляли к насыщенному свиному жиру ненасыщенные Омега-3 жирные кислоты [10].

Почему трансгенные культуры не популярны в Европе?

С 1998 г. Европейский Союз ввел полный мораторий на ввоз в Европу семян генетически модифицированных культур и на импорт и продажу продовольственных товаров, содержавших трансгенные компоненты. В 2005 г. в этот мораторий были внесены некоторые исключения. Были разрешены трансгенные технические культуры. Во многих других странах, включая Россию, Украину, Японию, Индию и Китай, мораторий на импорт генетически модифицированных продуктов не вводился. Однако в этих странах требовалось указывать наличие генетически модифицированных компонентов на упаковках продуктов в доступной для покупателя форме. Коммерческие фирмы США такого условия не принимали. В США и в других странах Америки генетически модифицированные продукты продаются без точной идентификации тех новых компонентов, которые в них содержатся. Это является нарушением принятых ранее правил. Законодатели пошли на такое нарушение под давлением биотехнологических компаний, поскольку, безусловно, понимали, что если на бутылках с соевым молоком будет написано, что продукт содержит биологический токсин-инсектицид, образуемый бактериальным геном, то число желающих купить такое молоко неизбежно сильно сократится.

Европейские запреты на импорт генетически модифицированных продуктов из США, Бразилии и Аргентины означали большие финансовые потери для американских фермеров. Этот конфликт стал также серьезной проблемой и для Всемирной торговой организации (ВТО), так как противоречил ее уставу, запрещавшему протекционизм. В результате разнообразных форм давления со стороны США и других американских стран полный мораторий на ввоз в Европу трансгенных продуктов был отменен в 2006 г. Среди стран ЕС Испания, Польша и Чехия согласились покупать в США семена генетически модифицированной кукурузы для выращивания ее на корм для свиней. Однако реализация этого проекта затрудняется тем, что испанские фермеры требуют создания карантинных зон радиусом 10 – 15 км вокруг полей с трансгенной кукурузой, чтобы предотвратить возможность переопыления местных сортов. Германия и Франция, где посевы кукурузы занимают несколько миллионов гектаров, приняли решения о запрете на трансгенную кукурузу, объявив ее культивацию угрозой для природных биоценозов.

Европейское сопротивление использованию генетически модифицированных культур и потреблению генетически модифицированных продуктов объясняется иной структурой земледелия и животноводства и другими традициями кулинарии. В Европе существует очень большое разнообразие местных сортов культурных растений, качество которых улучшалось в течение столетий. Европейская кулинария – французская, итальянская, испанская, греческая и др. – тесно связана с местными сортами растений и породами животных. В США доминируют унификация и стандартизация питания, основанные на правительственных рекомендациях. В Европе, наоборот, традиционно максимальное разнообразие, даже не по странам, а по провинциям. Это разнообразие поддерживается гибридизацией и отбором, доступными фермерам. Там нет зависимости фермеров от биотехнологических монополистов. Трансгенные культуры унифицируются, так как создание любой из них требует многих лет и затрат в сотни миллионов долларов. Рентабельность при таких расходах может обеспечить лишь крупный агробизнес, а не мелкие семейные фермы. Европейские страны не нуждаются в импорте продовольствия из США, так как способны обеспечить собственное население местными продуктами. ЕС является крупным экспортером продовольствия на мировой рынок. Трансгенные культуры или продукты пока не имеют коммерческих преимуществ. Они нередко могут стоить дороже, а не дешевле местных сортов.

Перспективы трансгенных культур и проблемы здоровья.

Традиционная гибридизация существует тысячи лет и, безусловно, сохранится как основной метод получения новых сортов. Гибридизация и отбор как способы улучшения качеств растений доступны не только любому фермеру, но и любому огороднику, имеющему элементарные познания в области ботаники. Монах Грегор Мендель, экспериментируя с гибридизацией гороха на небольшом участке земли в монастырском саду, сделал великие открытия, которые стали началом новой науки о механизмах наследственности. Генетическая инженерия, одна из ветвей этой науки, пока находится в самой ранней стадии своего развития. У нее много интересных проектов, но мало еще реальных достижений. Введение каких-то запретов на исследования в этой области столь же бесполезно, как и попытки остановить, например, развитие атомной физики или органической химии, которые тоже увеличивают риски и для окружающей среды, и для населения планеты. Проблемы питания и здоровья оставались главными для человечества в течение тысячелетий. Они будут доминирующими и в XXI в. Если ученым действительно удастся улучшить качественный состав белков тех или иных культурных растений, то это, безусловно, будет важным достижением. Существует проект создания нового трансгенного малярийного комара, который окажется неспособным к переносу малярийного плазмодия, но сможет вытеснить смертельно опасного природного комара, паразитирующего на людях. Генетические модификации могли бы снизить патогенность не только многих опасных бактерий, но и вирусов гриппа, гепатита и др., упростив создание вакцин для предупреждения различных инфекций. Близок к завершению проект создания спиртовых дрожжей, устойчивых к очень высоким концентрациям спирта. Такие дрожжи сделают производство спирта намного дешевле и обеспечат экономию пищевого сырья. Активно осуществляется программа по созданию таких модифицированных компостных бактерий, которые будут обладать ферментами, способными расщеплять пластмассы и нефтяные продукты, главные загрязнители среды. Если из семян хлопка можно будет удалить гены токсинов, то содержащиеся в этих семенах белки обеспечат белковый баланс сотням тысяч людей в бедных странах. Для Узбекистана и других стран разрабатывается проект создания трансгенного хлопка, способного расти на сильно засоленных землях. Ведутся исследования по выведению культур, устойчивых к засухам. Существует множество трансгенных проектов, важных для медицины. Особенно много улучшений можно предсказать для технических культур. Картофель, дающий амилопектин для бумажной и текстильной промышленности, – это только начало. Пестицидное и гербицидное направления генетических модификаций, которые доминируют в настоящее время, считаются менее перспективными. Генетики предсказывают, что появление устойчивых форм паразитов и сорняков неизбежно в сравнительно недалеком будущем. Биотехнологи обещают найти новые формы токсинов. В 2007 г. под трансгенными культурами в мире было занято 114 млн га, около 9% сельскохозяйственных площадей, предназначенных для земледелия. Однако генетически модифицированные культуры пока не повлияли на баланс продовольствия. Существует принципиальное различие между «зеленой революцией» в недавнем прошлом и «генной революцией», которая начинается на наших глазах. «Зеленая революция» осуществлялась на территории бедных густонаселенных стран и обеспечивалась разработкой технологий, доступных для всех. «Генная революция» происходит пока в наиболее богатых и с избытком обеспеченных продовольствием странах. Она подгоняется не нуждой и голодом, а стремлением к получению коммерческой прибыли. Нам придется ждать еще много лет, пока плоды новых открытий в генетике не станут таким же всеобщим достоянием, как и открытия Грегора Менделя в 1865 г.

Литература.

1. Henry Kissinger. Speech delivered at the First World Food Summit Conference, Rome, 5 – 16 November 1974.

2. Brown L. R. Eradicating hunger: A growing challenge // State of the World 2001. N. Y.: W. W. Norton & Co, 2001. P. 43 – 62.

3. McKeown A. Genetically modified crops only a fraction of primary global crop production // Vital Signs 2009. Washington: Worldwatch Institute, 2009. P. 18 – 20.

4. Mayeno A. N., Gleich G. L. Eosinophilia-myalgia syndrome and tryptophan production: A cautionary tale // Trends in Biotechnology. 1994. Vol. 12. P. 346 – 352.

5. Huang S. et al. High lysine and high tryptrophan transgenic maize resulting from the reduction pf both 19– and 22-kD alpha-zeins // Plant Molecular Biology. 2006. Vol. 61. P. 525 – 535.

6. Altenbach S. B. et al. Enhancement of motioning content of seed protein by the expression of a chimeric gene encoding a methionine-rich protein in transgenic plants // Plant Molecular Biology. 1989. Vol. 13. P. 513 – 522.

7. Nordlee J. A. et al. Identification of Brazil nut allergen in transgenic soybeans // The New England Journal of Medicine. 1996. Vol. 334. P. 688 – 692.

8. Redenbaugh R. et al. Safety assessment of genetically engineered fruits and vegetables: A case study of the Flavr Savr Tomato. Boca Raton, Florida, 1992.

9. Kanter J. E. U. approves biotech potato for cultivation // International Herald Tribune. 2010. 3 March.

10. Lai L. et al. Generation of cloned transgenic pigs rich in omega-3 fatty acids // Nature Biotechnology. 2006. Vol. 24. P. 435 – 436.