Το σύγχρονο καλλιεργημένο καλαμπόκι εξημερώθηκε από το teosinte, ένα αρχαίο γρασίδι, για περισσότερα από 6,000 χρόνια μέσω συμβατικής αναπαραγωγής. Nicole Rager Fuller, Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών

Από τη δεκαετία του 1980 οι βιολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει τη γενετική μηχανική για να εκφράσουν νέα χαρακτηριστικά σε φυτά. Τα τελευταία 20 χρόνια, αυτές οι καλλιέργειες καλλιεργήθηκαν σε περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο στρέμματα στις Ηνωμένες Πολιτείες και παγκοσμίως. Παρά την ταχεία υιοθέτησή τους από τους αγρότες, οι γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες (GE) παραμένουν αμφιλεγόμενες μεταξύ πολλών καταναλωτών, οι οποίοι μερικές φορές δυσκολεύτηκαν να λάβουν ακριβείς πληροφορίες.

Τον περασμένο μήνα οι Εθνικές Ακαδημίες Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής των ΗΠΑ κυκλοφόρησαν ένα ανασκόπηση δεδομένων 20 ετών σχετικά με τις καλλιέργειες GE. Η έκθεση επιβεβαιώνει σε μεγάλο βαθμό τα ευρήματα από προηγούμενες εκθέσεις των Εθνικών Ακαδημιών και κριτικές που παράγονται από άλλους μεγάλους επιστημονικούς οργανισμούς σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας και την Ευρωπαϊκή Επιτροπή.

Σκηνοθετώ α εργαστήριο που μελετά το ρύζι, μια βασική τροφή για τους μισούς ανθρώπους του κόσμου. Οι ερευνητές στο εργαστήριό μου εντοπίζουν γονίδια που ελέγχουν την ανοχή στο περιβαλλοντικό στρες και την αντοχή στις ασθένειες. Χρησιμοποιούμε γενετική μηχανική και άλλες γενετικές μεθόδους για να κατανοήσουμε τη γονιδιακή λειτουργία.

Συμφωνώ απόλυτα με την έκθεση της NAS ότι κάθε καλλιέργεια, είτε εκτρέφεται συμβατικά είτε αναπτύσσεται μέσω γενετικής μηχανικής, πρέπει να αξιολογείται κατά περίπτωση. Κάθε καλλιέργεια είναι διαφορετική, κάθε χαρακτηριστικό είναι διαφορετικό και οι ανάγκες κάθε αγρότη είναι επίσης διαφορετικές. Μεγαλύτερη πρόοδος στη βελτίωση των καλλιεργειών μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση τόσο της συμβατικής αναπαραγωγής όσο και της γενετικής μηχανικής από τη χρήση μίας από τις δύο μεμονωμένες μεθόδους.

Σύγκλιση μεταξύ βιοτεχνολογίας και συμβατικής αναπαραγωγής

Τα νέα μοριακά εργαλεία θολώνουν τη διάκριση μεταξύ γενετικών βελτιώσεων που γίνονται με τη συμβατική αναπαραγωγή και εκείνων που γίνονται με σύγχρονες γενετικές μεθόδους. Ένα παράδειγμα είναι η υποβοηθούμενη αναπαραγωγή με δείκτες, κατά την οποία οι γενετιστές προσδιορίζουν γονίδια ή χρωμοσωμικές περιοχές που σχετίζονται με χαρακτηριστικά που επιθυμούν οι αγρότες ή/και οι καταναλωτές. Στη συνέχεια, οι ερευνητές αναζητούν συγκεκριμένους δείκτες (μοτίβα) στο DNA ενός φυτού που σχετίζονται με αυτά τα γονίδια. Χρησιμοποιώντας αυτούς τους γενετικούς δείκτες, μπορούν να προσδιορίσουν αποτελεσματικά φυτά που φέρουν τα επιθυμητά γενετικά αποτυπώματα και να εξαλείψουν φυτά με ανεπιθύμητη γενετική.

Πριν από δέκα χρόνια οι συνεργάτες μου και εγώ απομονωθήκαμε ένα γονίδιο, που ονομάζεται Sub1, που ελέγχει την ανοχή στις πλημμύρες. Εκατομμύρια καλλιεργητές ρυζιού στη Νότια και Νοτιοανατολική Ασία καλλιεργούν ρύζι σε περιοχές επιρρεπείς σε πλημμύρες, οπότε αυτό το χαρακτηριστικό είναι εξαιρετικά πολύτιμο. Οι περισσότερες ποικιλίες ρυζιού θα πεθάνουν μετά από τρεις ημέρες πλήρους βύθισης, αλλά τα φυτά με το γονίδιο Sub1 μπορούν να αντέξουν δύο εβδομάδες πλήρους βύθισης. Πέρυσι, σχεδόν πέντε εκατομμύρια αγρότες καλλιέργησαν ποικιλίες ρυζιού Sub1 που αναπτύχθηκαν από τους συνεργάτες μου στο Διεθνές Ινστιτούτο Έρευνας για το Ρύζι χρησιμοποιώντας αναπαραγωγή υποβοηθούμενη με δείκτη.

Σε ένα άλλο παράδειγμα, οι ερευνητές εντόπισαν γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με την κέρατα (που αναφέρονται ως «δημοσκοπήσεις») στα βοοειδή - ένα χαρακτηριστικό που είναι κοινό στις φυλές βοείου κρέατος αλλά σπάνιο στις γαλακτοπαραγωγικές φυλές. Οι αγρότες συνήθως αφαιρούν τα γαλακτοπαραγωγικά βοοειδή για να προστατεύουν τους χειριστές τους και να αποτρέπουν τα ζώα να βλάπτουν ο ένας τον άλλον. Επειδή αυτή η διαδικασία είναι επώδυνη και τρομακτική για τα ζώα, κτηνιατρικοί ειδικοί ζήτησαν έρευνα για εναλλακτικές επιλογές.

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν επεξεργασία γονιδιώματος και αναπαραγωγική κλωνοποίηση για να παράγουν αγελάδες γαλακτοπαραγωγής που έφεραν μια φυσική μετάλλαξη για κέρατα. Αυτή η προσέγγιση έχει τη δυνατότητα να βελτιώνει την ευημερία εκατομμυρίων βοοειδών κάθε χρόνο.

Μείωση των χημικών εντομοκτόνων και ενίσχυση της απόδοσης

Κατά την εκτίμηση του τρόπου με τον οποίο οι καλλιέργειες GE επηρεάζουν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών, την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον, η μελέτη NAS επικεντρώθηκε κυρίως σε δύο χαρακτηριστικά που έχουν αναπτυχθεί στα φυτά: την αντοχή στα παράσιτα εντόμων και την ανοχή στα ζιζανιοκτόνα.

Η μελέτη διαπίστωσε ότι οι αγρότες που φύτεψαν καλλιέργειες σχεδιασμένες για να περιέχουν το χαρακτηριστικό ανθεκτικό στα έντομα-με βάση γονίδια από το βακτήριο Bacillus thuringiensis, ή Bt-γενικά υπέστη λιγότερες απώλειες και εφάρμοσε λιγότερους χημικούς ψεκασμούς εντομοκτόνων από τους αγρότες που φύτεψαν ποικιλίες μη Bt. Επίσης κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι εκμεταλλεύσεις στις οποίες φυτεύτηκαν καλλιέργειες Bt είχαν μεγαλύτερη βιοποικιλότητα εντόμων από τις εκμεταλλεύσεις όπου οι καλλιεργητές χρησιμοποιούσαν εντομοκτόνα ευρέως φάσματος σε συμβατικές καλλιέργειες.

Γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες που καλλιεργούνται σήμερα στις Ηνωμένες Πολιτείες (IR = ανθεκτικά στα έντομα, HT = ανθεκτικά στα ζιζανιοκτόνα, DT = ανθεκτικά στην ξηρασία, VR = ανθεκτικά στον ιό). Επέκταση του Πανεπιστημίου του ΚολοράντοΗ επιτροπή διαπίστωσε ότι οι καλλιέργειες ανθεκτικές στα ζιζανιοκτόνα (HR) συμβάλλουν σε μεγαλύτερες αποδόσεις επειδή τα ζιζάνια μπορούν να ελεγχθούν ευκολότερα. Για παράδειγμα, οι αγρότες που φύτεψαν κανόλα HR απέσπασαν μεγαλύτερες αποδόσεις και αποδόσεις, γεγονός που οδήγησε σε ευρεία υιοθέτηση αυτής της ποικιλίας καλλιεργειών.

Ένα άλλο όφελος από τη φύτευση καλλιεργειών ανθρώπινου δυναμικού είναι η μειωμένη άροση - η διαδικασία περιστροφής του εδάφους. Πριν από τη φύτευση, οι αγρότες πρέπει να σκοτώσουν τα ζιζάνια στα χωράφια τους. Πριν από την έλευση των ζιζανιοκτόνων και των καλλιεργειών ανθρώπινου δυναμικού, οι αγρότες έλεγχαν τα ζιζάνια με την καλλιέργεια. Ωστόσο, η κατεργασία προκαλεί διάβρωση και απορροή και απαιτεί ενέργεια για να τροφοδοτήσει τους ελκυστήρες. Πολλοί αγρότες προτιμούν μειωμένες πρακτικές άροσης επειδή ενισχύουν τη βιώσιμη διαχείριση. Με τις καλλιέργειες ανθρώπινου δυναμικού, οι αγρότες μπορούν να ελέγχουν αποτελεσματικά τα ζιζάνια χωρίς να το καλλιεργούν.

Η επιτροπή σημείωσε σαφή συσχέτιση μεταξύ της φύτευσης καλλιεργειών ανθρώπινου δυναμικού και των γεωργικών πρακτικών μειωμένης καλλιέργειας τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν η υιοθέτηση καλλιεργειών ανθρώπινου δυναμικού οδήγησε σε αποφάσεις των αγροτών να χρησιμοποιήσουν την καλλιέργεια συντήρησης ή εάν οι αγρότες που χρησιμοποιούσαν την καλλιέργεια συντήρησης υιοθέτησαν καλλιέργειες ανθρώπινου δυναμικού πιο εύκολα.

Σε περιοχές όπου η φύτευση καλλιεργειών HR οδήγησε σε μεγάλη εξάρτηση από το ζιζανιοκτόνο glyphosate, ορισμένα ζιζάνια ανέπτυξαν αντοχή στο ζιζανιοκτόνο, καθιστώντας δύσκολο για τους αγρότες να ελέγξουν τα ζιζάνια χρησιμοποιώντας αυτό το ζιζανιοκτόνο. Η έκθεση της NAS κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η βιώσιμη χρήση των καλλιεργειών Bt και HR θα απαιτήσει χρήση ολοκληρωμένες στρατηγικές διαχείρισης επιβλαβών οργανισμών.

Η έκθεση συζητά επίσης επτά άλλες GE καλλιέργειες τροφίμων που καλλιεργήθηκαν το 2015, συμπεριλαμβανομένου του μήλου (malus domestica), canola (brassica napus), ζαχαρότευτλα (βήτα χυδαίο), παπάγια (Carica παπάγια), πατάτα, σκουός (Cucurbita pepo) και μελιτζάνα (Solanum melongena).

Η παπάγια είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό παράδειγμα. Στη δεκαετία του 1950, ο ιός της παπάγιας σκουπίστηκε σχεδόν όλη την παραγωγή παπάγιας στο νησί Oahu της Χαβάης. Καθώς ο ιός εξαπλώθηκε σε άλλα νησιά, πολλοί αγρότες φοβόντουσαν ότι θα εξαφανίσει τη σοδειά της παβάγιας της Χαβάης.

Το 1998 Χαβάης φυτοπαθολόγος Ντένις Γκονσάλβες χρησιμοποίησε τη γενετική μηχανική για να συνδέσει ένα μικρό απόσπασμα DNA του ιού ringpot στο γονιδίωμα της παπάγιας. Τα γενετικά τροποποιημένα δέντρα παπάγιας ήταν άνοστα στη μόλυνση και παρήγαγαν 10-20 φορές περισσότερα φρούτα από τις μολυσμένες καλλιέργειες. Το πρωτοποριακό έργο του Ντένις έσωσε τη βιομηχανία παπάγιας. Είκοσι χρόνια αργότερα, αυτό εξακολουθεί να είναι μόνο μέθοδος για τον έλεγχο του ιού της παπάγιας. Σήμερα, παρά διαμαρτυρίες ορισμένων καταναλωτών, Το 80 τοις εκατό της σοδειάς της Χαβάης παπάγια είναι γενετικά κατασκευασμένο.

Οι επιστήμονες έχουν επίσης χρησιμοποιήσει τη γενετική μηχανική για την καταπολέμηση ενός επιβλαβούς οργανισμού που ονομάζεται φρούτο και βλαστός, ο οποίος θηρεύει μελιτζάνες στην Ασία. Οι αγρότες στο Μπαγκλαντές συχνά ψεκάζουν εντομοκτόνα κάθε 2-3 ημέρες, και μερικές φορές τόσο συχνά όσο δύο φορές την ημέρα, για να τα ελέγχουν. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμήσεις ότι περίπου τρία εκατομμύρια περιπτώσεις δηλητηρίασης από φυτοφάρμακα και πάνω από 250,000 θάνατοι συμβαίνουν παγκοσμίως κάθε χρόνο.

Για να μειωθούν οι χημικοί ψεκασμοί στη μελιτζάνα, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Cornell και στο Μπαγκλαντές σχεδίασαν το Bt στο γονιδίωμα της μελιτζάνας. Bt βρογχική (μελιτζάνα) εισήχθη στο Μπαγκλαντές το 2013. Πέρυσι 108 αγρότες από το Μπαγκλαντές το μεγάλωσαν και μπόρεσαν να μειώσουν δραστικά τα σπρέι εντομοκτόνων.

Τροφοδοτήστε τον κόσμο με οικολογικό τρόπο

Οι γενετικά βελτιωμένες καλλιέργειες ωφέλησαν πολλούς αγρότες, αλλά είναι σαφές ότι η γενετική βελτίωση από μόνη της δεν μπορεί να αντιμετωπίσει τη μεγάλη ποικιλία σύνθετων προκλήσεων που αντιμετωπίζουν οι αγρότες. Απαιτούνται επίσης οικολογικά βασισμένες γεωργικές προσεγγίσεις, καθώς και υποδομές και κατάλληλες πολιτικές.

Αντί να ανησυχούμε για τα γονίδια στα τρόφιμά μας, πρέπει να επικεντρωθούμε σε τρόπους για να βοηθήσουμε τις οικογένειες, τους αγρότες και τις αγροτικές κοινότητες να ευδοκιμήσουν. Πρέπει να είμαστε σίγουροι ότι όλοι μπορούν να αντέξουν οικονομικά το φαγητό και πρέπει να ελαχιστοποιήσουμε την υποβάθμιση του περιβάλλοντος. Ελπίζω ότι η έκθεση NAS μπορεί να βοηθήσει να προχωρήσουν οι συζητήσεις πέρα ​​από την απόσπαση των επιχειρημάτων σχετικά με τις GE καλλιέργειες και να τους εστιάσει ξανά στη χρήση κάθε κατάλληλης τεχνολογίας για να τροφοδοτήσει τον κόσμο με οικολογικά τρόπο.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Pamela Ronald, Καθηγήτρια Παθολογίας Φυτών, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις. Το εργαστήριό της μελετά τη γενετική βάση της αντοχής στις ασθένειες και της ανοχής στο στρες στο ρύζι. Μαζί με τους συνεργάτες της, έχει κατασκευάσει ρύζι για αντοχή στις ασθένειες και ανοχή στις πλημμύρες, οι οποίες απειλούν σοβαρά τις καλλιέργειες ρυζιού στην Ασία και την Αφρική.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon