«Мы ограничиваем будущий экономический рост»: как ГМО влияет на нашу жизнь
Недавно в журнале Science Advances была опубликована работа о влиянии ГМО-технологий на экосистемы. Indicator.Ru поговорил об этом и о многом другом с Нариманом Баттулиным, кандидатом биологических наук, старшим преподавателем кафедры цитологии и генетики НГУ и соавтором онлайн-курса лекций на платформе Coursera о технологиях создания ГМО. О химических войнах растений, сбежавших в дикую природу трансгенных организмах и суперсорняках, устойчивых к гербицидам, читайте в новом материале рубрики «Дискуссионный клуб».
Побег трансгенного лосося
– Одно из распространенных опасений по поводу влияния ГМО на экосистемы сводится к следующему: ГМО ограничивают разнообразие, производится множество растений одного сорта, что ведёт к обеднению экосистем. Насколько этот страх обоснован?
– Есть специализированные банки, сохраняющие образцы множества сортов. Это своего рода бэк-ап. Даже если один сорт распространится сильнее сейчас, это не значит, что мы потеряем все сорта, накопленные за тысячи лет. При желании мы всегда сможем восстановить старые сорта. Да и новые создаются постоянно, разработки в этой области не прекращаются.
– Другое распространённое опасение — что ГМО могут «убежать в окружающую среду», разрушив экологическое равновесие. Насколько это возможно?
– Большинство растений и животных, которые человек использует в сельском хозяйстве, привыкли, что за ними ухаживают. Ту же картошку надо окучивать и охранять от вредителей, чтобы она нормально росла. У культурных видов нет никаких преимуществ в природной среде перед своими дикими собратьями. То, что ГМ-организмы как-то отличаются от всех остальных — миф. Конечно, теоретически они могут «убегать» в дикую природу, нарушать равновесие природных сообществ, но точно так же делают и виды, полученные в ходе обычной селекции. Такая опасность есть, но она не больше, чем для обычных сортов.
– А как можно это проконтролировать? Можно же, например, создать ГМ-сорт растений, который не способен существовать в диких условиях?
– Есть такие способы. Можно, например, создать стерильные растения, которые не смогут самостоятельно размножаться. Я знаю, что с животными такое делают. Трансгенные лососи, которые на аквафермах выращиваются, специально делаются триплоидными (с тройным набором хромосом – прим. Indicator.Ru). Это означает, что они не могут участвовать в размножении. Даже если такой лосось «убегает» в природные местообитания, он не может передать свою искусственно измененную генетическую информацию следующим поколениям: живет весь отпущенный ему срок, а потом погибает, не произведя потомства.
– Вообще это интересно, полиплоидия (двойной и более набор хромосом – прим. Indicator.Ru) у животных достаточно редко встречается. Обычно генетики создают полиплоидные растения, которые от этого становятся крупнее. Лососи тоже становятся больше, или их свойства еще как–то меняются?
– Да, это так. ДНК лососей изменяют таким образом, чтобы они были больше и могли быстрее расти, поскольку производителям это выгодно, да и стоить они будут дешевле. Однажды в Канаде произошла следующая история: рыбак выловил гигантскую форель или еще кого–то из лососевых на местной речке, поставил рекорд. А потом выяснилось, что эта трансгенная рыба, когда-то давно «убежавшая» с одной из таких ферм. Выглядел лосось внушительно, но не мог размножаться, так что нанести экосистеме какого-то большого вреда он бы не смог, даже если бы захотел.
Суперсорняки — это реальность
– Когда я училась в средней школе, нам рассказывали, что сами по себе ГМО не опасны, но никому не известно, что произойдет, когда новые гены встроятся в ДНК кишечной палочки, живущей в нашем организме. Теперь, конечно, мне известно, что горизонтальный перенос генов — явление, весьма распространённое в природе, да и кишечные палочки не в первый раз встретят ДНК рыбы или помидора, в каком бы организме они изначально не находились, потому что вся наша пища содержит ДНК. Но не могут ли гены устойчивости растений к пестицидам передаться сорнякам и создать неуязвимые сорняки?
– Я ни разу не встречал упоминаний о генах устойчивости к гербицидам, которые были приобретены в результате горизонтального переноса. Но то, что есть ГМ-растения, устойчивые к определенным гербицидам — это факт. И то, что поля с такими сортами поливают этими гербицидами — тоже факт. Использование гербицидов — сам по себе сильный стимул для эволюции сорняков и выработки устойчивости. Об этом написали и в недавней статье в Science Advances: использование глифосата («Раундап») — жесткий отбор, под действием которого создаются устойчивые формы. Поэтому многие фермеры в США постепенно увеличивают количество гербицидов, которым обрабатывают поля (кратко об этом — в новости Indicator.Ru).
Так что в принципе создание устойчивых сорняков — реальность. Но это та же реальность, с которой человечество уже столкнулось, когда стали появляться штаммы микроорганизмов, устойчивые к антибиотикам. Но с этим тоже можно жить, просто гербициды нужно применять грамотно: прерывать их использование, создавать новые. Ничего страшного в этом нет, это просто технология.
А вот насчет горизонтального переноса генной устойчивости — теоретически это возможно, но гораздо вероятнее, что сорняки приобретут эти гены сами, эволюционным путем.
Лей, не жалей: на каких полях больше гербицидов
– В уже упомянутой статье в Science Advances опубликованы результаты изучения влияния ГМО на экосистемы, когда ученые сравнили количество гербицидов, которым обрабатывают поля. Чем объясняется разное соотношение пестицидов на полях с ГМО и без?
– Исследование основано на реальных данных о том, какое количество гербицидов используют обыкновенные фермеры на разных полях. Но ученые сами уточняют, правда, в приложениях к статье, что на это может влиять множество факторов. Это даже от стоимости гербицида зависит: когда гербицид падает в цене, его начинают лить на поля в больших количествах. Различное количество гербицидов используется и при разных технологиях обработки полей. Такие тонкости мало имеют отношения к самим ГМ-организмом, скорее, большую роль играют различия сельскохозяйственных технологий.
– Согласно исследованию, гербицидов на полях с ГМ-соей употребляется больше. Как получается, что их вред экосистеме сопоставим? Эти гербициды чем–то отличаются?
– Насколько я помню, речь идет о глифосате, именно его используют больше на полях с соей, а на других полях используют другие гербициды. Исследование учитывает не только количество, но и влияние на живые организмы каждого вида токсичных веществ. Глифосата действительно употребляют больше, но из–за того, что другие гербициды токсичнее, их влияние уравнивается.
Но в принципе работа — обзор использования конкретных пестицидов на конкретных сортах кукурузы и сои. Есть огромная куча генно–модифицированных организмов, единственное общее у них — это способ создания, который даже не является свойством организма как такового. Так что и обобщения результатов на все ГМО я бы не делал.
– ГМО и пестициды не всегда — две стороны одной медали. Можно ли создать ГМ–растение, которому не нужны пестициды и которое может подавлять сорняки само?
– Хорошая идея! Растения в природе ведут всякие химические войны друг с другом. Думаю, можно использовать те приемы у растений, с помощью которых они борются с соседями, чтобы бороться с сорняками. Растения могут вырабатывать химические вещества, подавляющие рост друг друга. В принципе, можно заставить культурные растения вырабатывать те же самые вещества.
– А если создать ГМ-сорта, способные расти в условиях нехватки какого-то важного вещества, или на слишком кислой или щелочной почве, где обычные растения будут чувствовать себя некомфортно?
– В принципе, в почве все нужные элементы сразу присутствуют, так что первый вариант сгодится только в качестве лабораторного эксперимента. Это можно реализовать на контролируемых питательных средах, но в поле — вряд ли.
Второй вариант сильно скажется на продуктивности таких растений: если сорнякам там будет плохо, то и культурным сортам трудно будет выжить.
Чистой воды маркетинг
– Недавно химико-фармацевтическая компания «Байер» сообщила об окончательном подписании соглашения о покупке «Монсанто», крупнейшего производителя ГМО-семян. Как, по вашему мнению, изменится ГМО-индустрия?
– Я не верю во все эти страшилки про «Монсанто», которая якобы хочет нас всех погубить с помощью своих ГМО-семян. Это обычный бизнес, когда компания переходит от одного владельца к другому. Может быть, поменяется ценовая политика: здесь все живет по экономическим законам, а к биологии это имеет меньшее отношения.
– Когда большая часть отрасли сосредотачивается в руках одной корпорации, это вредит конкуренции. У компании уже нет такого стимула к развитию, если такой весомый сегмент рынка принадлежит ей.
– Вся эта область очень сильно законодательно зарегулирована. Из-за того что большая часть населения на дух не переносит эти три буквы, выводить новые сорта на рынок сложно и дорого, нужно пройти множество проверок. Поэтому только крупные компании могут всерьез заниматься этой отраслью. Если снять запреты на уровне законодательства, производством этих семян сможет заниматься любой стартап за смешные деньги, и создать новый сорт за миллион долларов будет вообще не проблема. Мне кажется, основная беда не в том, что «Монсанто» монополист, а в том, что эта область сильно зарегулирована из-за необоснованных страхов общественности.
– Не повредит ли авторитету «Байер» покупка компании, которую так ненавидят противники ГМО?
– Думаю, нет. Вряд ли противники ГМО могут настолько активно бойкотировать продукцию компании «Байер», чтобы она это заметила. Я, конечно, гораздо лучше разбираюсь в механизмах создания ГМО, чем в маркетинге и экономических закономерностях, но специалисты компании не могли совершить такой шаг, не взвесив все риски.
– Раз уж мы заговорили о маркетинге: как вы относитесь к обязательной маркировке ГМО–продукции?
– Это как раз чистой воды маркетинг, введение в заблуждения покупателя, нечестная конкуренция, которая пытается на его страхах как-то нажиться. Появление маркировки на продуктах, содержащих ГМО, свидетельствует о том, что это как будто бы важно. Для меня очевидно, что это не так.
То же самое и с законом о запрете на выращивание ГМО в России. Главное, выращивать свои сорта нельзя, а ввозить чужую продукцию — пожалуйста, никаких проблем. Если по-честному, это какой-то бред. Биотехнологии сейчас развиваются, это точка роста, которая есть во многих экономиках мира. Если мы отказываемся у себя развивать эту технологию, мы добровольно ограничиваем себя и свой будущий экономический рост.
«Ctrl+C» и «Ctrl+V»: как сделать из мухи слона
– И напоследок мы хотим задать вам несколько вопросов от наших читателей. Первый из них такой: может ли ГМО встраиваться в нашу ДНК?
– Наверное, речь идет о возможности, что ДНК генно-модифицированных организмов встроиться в нашу ДНК при поедании?
– Да, правильно это будет звучать так, мы передали вопрос в оригинальной формулировке.
– Такого ни разу не наблюдалось. Дело в том, что вся ДНК любых организмов, ГМО или нет, в нашем желудочно-кишечном тракте разваливается на одинаковые кирпичики–нуклеотиды, элементарные составляющие, и мы их усваиваем как питательные вещества. Хотя надо подчеркнуть, что вся эта истерия вокруг ГМО подтолкнула исследователей проверить, возможно ли это. Были поставлены эксперименты, и оказалось, что маленькие-маленькие, длиной в несколько сотен пар нуклеотидов, кусочки ДНК съеденных организмов (и модифицированных человеком, и обычных) действительно способны попадать в кровь. Но чтобы они могли встраиваться в клетки — никто этого никогда не видел.
– Для того чтобы читатели представляли себе, о каких масштабах идет речь, скажите, примерно на сколько порядков длина этого кусочка меньше, чем длина хотя бы одного гена?
– Если вспомнить, что длина генома млекопитающего, например коровы, составляет миллиарды пар нуклеотидов, а эти кусочки — сотни пар оснований, они в 10 миллионов раз меньше, чем геном, и на порядок меньше, чем длина самых коротких генов.
– Расскажите, пожалуйста, об основных технологиях создания ГМО.
– Технология эта старенькая, известна годов с 70-х. Тогда же начали развиваться методы манипулирования ДНК и генная инженерия. Сейчас очень много разных способов создания ГМО, но, грубо говоря, они все сводятся к простому «Ctrl+C», «Ctrl+V»: мы берем из одного генома кусочек, который нам интересен, например участок, кодирующий инсулин у человека. Затем он обычно переносится в бактерию. В бактерии к нему достраиваются другие части — регуляторные последовательности, которые нужны для работы гена. Затем этот кусочек встраивается в другие бактерии, которые начинают вырабатывать инсулин человека.
Но это очень вкратце, если вы хотите подробнее, можно, например, записаться на наш курс на Coursera, который запускается 10 октября. Мы пять недель будем рассказывать, как делают ГМО, какими способами, будем разбирать примеры конкретных организмов и научим вас делать из мухи слона.
– Другой вопрос, который нас просили задать: «Есть ли связь между ГМО и онкологическими заболеваниями?» Наверное, это отголоски опытов Сералини. Расскажите, пожалуйста, поподробнее, откуда это пошло и как современная наука отвечает на этот вопрос.
– Правильный ответ: нет, нет никакой связи. Все тесты, проведённые правильно, без ошибок в постановке эксперимента, в которых сравнивали влияние ГМО и обычных продуктов на организм, где, например, одну группу крыс кормили ГМ-кукурузой, а другую — просто кукурузой (а таких работ опубликованы сотни за последние десятки лет), показали, что никакой разницы между этими крысами нет. А значит, дополнительной онкологической нагрузки тоже нет.
Вся эта шумиха в СМИ началась с нескольких работ, которые не удовлетворяли критериям грамотно поставленного исследования. Известны истории с опытами Сералини, который кормил крыс ГМО и показывал картинки страшных опухолей. Здесь причина в том, что Сералини использовал линию крыс с повышенной склонностью к возникновению злокачественных новообразований, специально выведенную для изучения онкологических заболеваний. У этих крыс опухоли появляются сами по себе, и без всякого ГМ-корма, в 45% случаев. У контрольной группы крыс Сералини тоже были опухоли, и это нормально для этой линии крыс и никак не связано с их рационом. Если поставить эксперимент грамотно, никаких несуществующих связей не выявляется, а если пытаться увидеть то, что хочешь увидеть — тут уж возможностей для шарлатанства очень много. Нечестные исследователи этим пользуются.