Upotreba genetički modifikovanih organizama (GMO) u poljoprivredi (drugi deo)

Da se podsetimo : napretkom genetike i projekata identifikacije genoma svih živih bića, dolazimo do sve većeg broja informacija koji gen kontroliše koju osobinu,i što je još važnije, otkrivamo tačno mesto na lancu DNK gde se taj gen nalazi.

S obzirom da postoje neka prirodna ograničenja za kombinovanje različitih naslednih materijala, nauka je počela da razvija postupke GENETIČKOG INŽENJERINGA.

GENETIČKI INŽENJERING ili tehnologija rekombinovane DNK obuhvata metode veštačkog obrazovanja novih kombinacija naslednog materijala. Činjenica da je genetički kod univerzalan omogućuje da se genetički materijal jednog organizma prenosi u drugi. Time se dobija organizam sa drugačijom kombinacijom gena, čija se DNK naziva hibridna (rekombinovana) i u prirodi se normalno nikada ne nalazi.

To u stvari znači da se u laboratorijskim uslovima, umesto prostog spajanja polnih ćelija (jajne ćelije i spermatozoida), delovi DNK jednog živog bića prenose direktno u DNK drugog živog bića i tako se dobija GENETIČKI MODIFIKOVAN ORGANIZAM.

Teorijski, sve zaista vrlo lepo i logično zvuči, bilo bi nerazumno napredak nauke ne iskoristiti za dobrobit čoveka. Međutim, istorija je prepuna primera da su se neke sjajne ideje i otkrića koja su mogla da budu iskorišćena za velike civilizacijske pomake, ili okrenula protiv svojih tvoraca, ili su zloupotrebljena za sebične interese, ili čak kao oružje uništenja.

No, da ne idemo toliko daleko. Za sada će biti sasvim dovoljno da malo bolje rasvetlimo koje su sve mogućnosti za korišćenje genetički modifikovanih organizama.

PRAKTIČNA PRIMENA GMO

Da bismo ovu problematiku razjasnili na pravi način, neophodno je odmah na početku razgraničiti upotrebu genetički modifikovanih organizama u zatvorenim i u otvorenim sistemima.

GMO U ZATVORENIM SISTEMIMA

Ovde podrazumevamo stvaranje takvih genetičkih modifikacija koje se koriste u strogo kontrolisanim uslovima, odnosno u laboratorijama. Tu uglavnom spadaju modifikacije bakterija koje treba da na primer proizvode insulin,ili krvne elemente, ili bakterije koje treba da čiste naftne mrlje i sl.

Kada se kaže „strogo kontrolisani uslovi“ ne misli se samo na temperaturu, vlažnost , pritisak, već i odsustvo drugih organizama koji bi sa onima koji su genetički modifikovani, mogli da imaju neku interakciju. Interakcije sa drugim živim bićima ni na koji način ne mogu da budu u potpunosti kontrolisane niti da se predvide posledice. Što je sistem u koji unosimo GMO kompleksniji, njegova ravnoteža je osetljivija i lakše ju je narušiti.

GMO U OTVORENIM SISTEMIMA

Ovde je nazanimljivija primena GMO u poljoprivredi, znači za masovnu proizvodnju i masovnu upotrebu.

Ekološki aspekti upotrebe GMO u poljoprivredi

Pokušajte da se setite svih biljaka i životinja koje čovek gaji za proizvodnju hrane. To se radi u svim delovima sveta,u najrazličitijim klimatskim uslovima, sa različitim kvalitetom zemljišta, odnosno njegovim hemijskim sastavom, različitim agronomskim metodama, različitim eko sistemima u kojima se poljoprivreda razvija.

Kada kažemo ekosistem, mislimo na kompleksno jedinstvo živih bića (biocenoza) i prostora u kome oni žive (biotop).
Svaka životna zajednica u prirodi mora zauzimati neki prostor u kome članovi te zajednice zadovoljavaju svoje potrebe: kreću se, uzimaju hranu, dišu, nalaze zaklon, zaštitu i slično… Taj prostor se naziva biotop i njega naseljavaju pripadnici odgovarajuće biocenoze. Oni uspostavljaju vrlo složene međusobne odnose i istovremeno se, određenim odnosima, povezuju sa okolinom u kojoj žive. Na taj način biocenoza i biotop zajedno čine ekološki sistem višeg reda – ekosistem.

Ekološka ravnoteža biva narušena kada samo jedan faktor nestane ili se promeni na do tada neviđen način. Ljudske aktivnosti predstavljaju faktor najvećeg uticaja na sve ekosisteme na planeti zemlji. Klimatske promene kojima svedočimo poslednjih godina, direktna su posledica nepromišljenog i neracionalnog ponašanja ljudske vrste.

Ali, da se vratimo na poljoprivredu. Recimo, zasejete GMO soju. U zavisnosti od klime, sastava zemljišta, načina obrade, agrotehničkih mera, konkretnog eko sistema na tom području, međusobni uticaji useva i okoline su praktično nepredvidljivi. Trebalo bi da kroz makar par godina, odnosno sezona i godišnjih doba, pratite da li i do kakvih promena dolazi u eko sistemu, i kakvi su prinosi soje (obratite pažnju na ogledna polja u Srbiji gde se ispituju hibridi kukuruza, recimo).

Da bismo bolje razumeli složenost jednog ekosistema, probajte da zamislite neki kraj Srbije koji dobro poznajete. Pokušajte da se setite najpre kom klimatskom području pripada; zatim koje su vrste zemljišta tu zastupljene; koliko ima ljudskih naselja (bitna je njihova veličina i broj stanovnika); da li je i koliko razvijena industrija i poljoprivreda; za svaku od ovih delatnosti razmislite u kom obimu je razvijena i kako utiče na životnu sredinu; koliko ima vrsta drveća, šiblja, listopadne i zimzelene vegetacije, trava, lekovitih biljaka; koliko ima životinjskih vrsta (što divljih,što gajenih); koliko ima vrsta mikroorganizama, bakterija, virusa, gljiva na tom području; koliko ima vodnih resursa i kakav je biljni i životinjski svet u njima, i tako dalje i tako dalje….

Već ovo može da nam da ideju koliko su zapravo složeni odnosi u jednom ekosistemu i kako i najmanja promena (koja nama može da se učini potpuno nevažnom), menja i sve ostale elemente i to ne nužno na dobar način.
Kada u eko sistem unosite organizam koji nije sličan ni jednom koji je do tada tu obitavao, a zbog činjenice da postoji praktično bezbroj kombinacija delovanja svih ranije navedenih faktora, pa dodajte na to da se i oni menjaju, čime onda proizvode sve novije i novije efekte, realno posmatrano, nemoguće je predvideti u kom pravcu idu promene i kakve sve posledice mogu da imaju.

Istraživanja o štetnosti GMO

Osnovna postavka svih ozbiljnih naučnih istraživanja je trajanje ogleda i broj jedinki koje su u ogled uključene (kako bi se smanjila statistička greška i povećala pouzdanost dobijenih rezultata). Uzmite za primer istraživanje novih lekova.

Kada se istražuje neki novi lek, postupak procene njegove bezbednosti traje po nekoliko godina,neophodni su eksperimenti na životinjama, a nakon toga i na ljudima (u pitanju su dobrovoljci). Ovo je zbog toga što su određeni lekovi, iako bezbedni za životinje, na ljude imali pogubna dejstva. Možda najpoznatiji primer je lek Talidomid koji je korišćen 60ih godina prošlog veka kao sedativ za smirenje trudnica. Iako dokazano bezopasan eksperimentima na pacovima, izazvao je rođenje velikog broja dece sa teškim deformitetima udova pre nego što je povučen iz upotrebe.

Zato je u nauci pravilo da se neka supstanca koja treba da se koristi kod ljudi,nakon isprobavanja na životinjama obavezno podvrgne i kontroli na ljudskim subjektima.

A kakva je situacija sa GMO?

Ni traga nekom iole ozbiljnom istraživanju na koje treba da otkloni svaku sumnju u eventualne štetne efekte dugoročnog korišćenja GMO hrane. Da li zaista mislite da šestomesečni ili dvogodišnji ogledi na pacovima u laboratoriji mogu da daju pouzdane rezultate na osnovu kojih ćemo reći da nije dokazana štetnost GMO za ljude, pa je prema tome sasvim u redu masovna upotreba GMO hrane?

GMO će iskoreniti glad u svetu

Što se tiče argumenata da se upotrebom GMO borimo protiv gladi u svetu, treba napomenuti da je svetska proizvodnja hrane u ovom momentu dovoljna da na planeti ne bude gladnih, ali je dostupnost dovoljnim količinama hrane neravnomerna. Bogati imaju i previše, a siromašni praktično ništa. To je,naravno, stvar politike, pa o tome nekom drugom prilikom.

Argumenti da će se zahvaljujući nekom revolucionarnom otkriću iskoreniti glad u svetu nisu novi. Sredinom prošlog veka, antibiotici su se reklamirali kao revolucionarni način da se povećaju prinosi u stočarstvu, a time i da se potpuno iskoreni glad u svetu. Trebalo je da prođe skoro 50 godina da se pokažu i loše strane – rezistentnost bakterija, rezistentnost ljudi na antibiotike (danas su recimo potrebne po nekoliko stotina puta veće doze antibiotika za lečenje upale pluća, nego što su bile potrebne pre masovne upotrebe antibiotika u proizvodnji hrane).

Slična je situacija i sa korišćenjem hormona u stočarstvu i hraniva životinjskog porekla za ishranu preživara. Hormoni kod ljudi izazivaju hormonske poremećeje i prerano sazrevanje devojčica, preteran rast ili probleme sa telesnom težinom .
Što se tiče upotrebe mesnog,koštanog i krvnog brašna u koncentratima za stoku, to je rezultiralo epidemijom BSE-a ili bolesti ludih krava.

Ekonomski aspekti korišćenja GMO u poljoprivredi

Upotreba GMO u poljoprivredi ima I određene ekonomske efekte. Naime, domaći Instituti za proizvodnju semenskog materijala razvili su brojne sorte ratarskih,povrtarskih i voćarskih kultura koje su prilagođene našim klimatskim i agroekološkim uslovima. Prihvatanjem I dozvolom da se gaje GMO usevi zapravo dobijamo samo dozvolu da svake godine iznova moramo da nabavljamo seme od ovlašćenog proizvođača (obično neke strane kompanije, koja ima sopstveni interes koji ne mora da se slaže sa našim), ali ne I dozvolu da sami razvijamo tehnologiju za njegovu proizvodnju. Znači da postajemo uvozno zavisni, a to je nešto što se kroz istoriju nije pokazalo kao pametan scenario.

Dakle, gajenjem GMO kultura (odnosno uvozom GMO semena) direktno se oduzima posao domaćim institutima, odnosno domaća nauka I njeni uspesi postaju potpuno nevažni, jer se umesto domaćih naučno-istraživačkih institucija favorizuju kompanije koje bi bile uvoznici GMO semena.

S obzirom da je GMO seme proizvod nove tehnologije, ono podleže zaštiti intelektualne svojine, pa prenos polena sa GMO useva na ne GMO, dovodi do mogućnosti tužbi, iako je seme dobijeno od takve biljke neplodno. Kako ćete sprečiti da se polen sa GMO parcele vetrom ne prenese na susednu, ne GMO parcelu?

Takođe, kad se koristi GMO seme, ono se po pravilima organske proizvodnje tretira kao zagađenje, pa se u tom kraju ne može razvijati organska proizvodnja.

Velika otpornost GMO useva na bolesti posledica je činjenice da te biljke u sebi imaju gen koji dovodi do proizvodnje malih količina pesticida (otuda njihova veća otpornost na bolesti). Međutim, ovo ima I svoju mračniju stranu. Zbog rezistentnosti na pesticide GMO biljke postaju super korovi, koje je praktično nemoguće iskoreniti sa parcela na koje su uvedene. Zato, kada jednom uvedete GMO usev, vrlo je teško ponovo se vratiti na raniju , ne GMO proizvodnju.

Ne treba takođe zanemariti ni mogućnost da štetnici postaju rezistentni na pesticide I insecticide, a da se ishranom stoke GMO hranivima, u njihovim tkivima, a onda I u proizvodima (meso,mleko,jaja) nalaze rezidue pesticida koji završavaju u telu potrošača, tj.ljudi (ista situacija kao sa antibioticima u stočarstvu).

I na samom kraju, kao zaključak:

Radoznalost ljudskog uma i njegova žeđ za znanjem uslovili su razvoj nauke i doprineli opštem boljitku čovečanstva. Međutim, istorija je prepuna primera da su se neka korisna znanja , usled neoprezne i nepromišljene upotrebe, okrenula protiv čoveka.

Poučeni lošim primerima iz prošlosti, treba da budemo izuzetno oprezni. Kada je GMO u pitanju, umesto brze I lake zarade , I brzopletog odlučivanja, treba razmišljati dugoročno. Ovde je na prvom mestu dobrobit naše zemlje, ekonomije i ljudi, a ne kratkoročni politički interesi. Upravo zbog toga, ovo je pitanje o kome se ne može odlučivati bez široke javne rasprave I bez ozbiljnih naučnih istraživanja koja bi otklonila svaku sumnju u štetnost GMO.

Upotreba genetički modifikovanih organizama (GMO) u poljoprivredi (prvi deo)

Poslednjih godina u žiži interesovanja svetske javnosti nalaze se brojne rasprave o GMO. U Srbiji je javnost najviše zainteresovana za upotrebu GMO u poljoprivrednoj proizvodnji, pa kao poljoprivredni inženjer osećam obavezu da iznesem sopstveno stručno viđenje ove problematike. Sem toga, po srednjoškolskoj spremi sam laboratorijski tehničar za biohemiju i molekularnu biologiju, pa mi to daje dodatan podsticaj da se oglasim po ovom pitanju.

S obzirom da su mišljenja izuzetno podeljena a stavovi dijametralno suprotni, verujem da bi za donošenje ispravne odluke (za ili protiv GMO) najpre bilo potrebno detaljno razmotriti ovu problematiku sa različitih aspekata. Nadam se da će činjenice iznete u nastavku biti od koristi, jer se utemeljeni stavovi ne mogu formirati bez poznavanja i analize svih dostupnih informacija.

Da bi problematika GMO bila shvaćena na pravi način, treba poći od najosnovnijih stvari, odnosno od genetskog materijala koji je zajednički za sva živa bića na planeti zemlji,od bakterije,preko ribe,psa,krave,slona,kita,majmuna, pa do čoveka.

Šta su genetički modifikovani organizmi (GMO)?

Da bismo na ovo pitanje dali ispravan odgovor, moramo najpre pojasniti šta je nasledna osnova svakog živog bića, odnosno kako se nasledne osobine prenose sa roditelja na potomke.

ŠTA JE DNK ?

U svakoj ćeliji,svakog živog bića nalazi se genetski materijal ili DNK (dezoksiribinukleinska kiselina). To je protein koji izgleda kao dvostruka spirala,a sastavljena je od nukleotida (ako DNK spiralu zamislite kao lanac, nukleotidi čine karike; na slici 1. vidite spone između dva dela spirale- svaka spona na svojim krajevima ima po jedan nukleotid ; dakle svaka karika ima otpilike 8-10 nukleotida ).

Slika 1. dvostruka spirala DNK povezana naspramnim komplementarnim azotnim bazama

Svaki nukleotid u sebi ima tri molekula ,i to jedan molekul šećera pentoze, jedan molekul fosfatne kiseline i jedan molekul azotne baze (molekulski prikaz DNK vidi se na slici 2). Azotne baze su adenin,timin,citozin i guanin ili skraćeno A,T,C,G. Svaki nukleotid u sebi ima samo jednu azotnu bazu.

slika2. prikaz molekulske strukture DNK (nukleotidi iz dva naspramna dela spirale DNK povezani azotnim bazama)

Ove četiri azotne baze povezuju se uvek na isti način,odnosno stvaraju uvek iste parove i to A – T i G – C, i njihovim povezivanjem se dva dela spirale DNK drže na okupu (spone na slici 1. su prikaz hemijskog povezivanja komplementarnih baza iz dva dela spirale) . Ovo znači da će adenin iz nukleotida jednog dela dvostruke spirale DNK uvek da naspram sebe u drugom delu ima nukleotid sa timinom, odnosno nukleotid sa guaninom naspram sebe ima nukleotid sa citozinom.

Molekuli DNK se kod različitih biljaka i životinja razlikuju po veličini. Najmanji broj nukleotida ima DNK virusa (samo nekoliko hiljada), molekul DNK bakterije sadrži nekoliko miliona nukleotida, dok kod čoveka taj broj prelazi nekoliko milijardi nukleotida.

ŠTA SU GENI ?

Geni su zapravo delovi DNK koji mogu biti manje ili veće dužine,odnosno sastojati se od manjeg ili većeg broja nukleotida. Tako,na primer, gen odgovoran za boju očiju može biti ATGCAATGCCTTA (ovo je raspored baza u jednom delu spirale ,jer setite se, u drugom delu su komplementarne azotne baze) a onaj za visinu tela CCGTAGCCTTAGCT ( Preciznosti radi,moram da kažem da ovo nisu stvarni geni već samo primeri dati za bolje razumevanje principa).

Proces identifikacije gena je dugotrajan i mukotrpan posao, pa je nauka do sada uspela da identifikuje samo mali broj gena kako kod ljudi,tako i kod životinja i biljaka. Sem toga mnoge osobine nisu pod kontrolom jednog već više gena,tzv.poligenske osobine. Kod ljudi su inače najvažnija istraživanja gena odgovornih za pojavu određenih bolesti a kod životinja i biljaka za proizvodne osobine i otpornost.

DNK je jedna vrsta uputstva ili recepta koja u sebi nosi informacije od kojih zavise svi životni procesi, fizičke pa čak i psihičke karakteristike svakog živog bića. Na primer, aktiviranjem gena odgovornog za kontrolu boje očiju dolazi do sinteze proteina koji kontroliše količinu melanina u rožnjači što za rezultat ima različite boje očiju.

PRENOŠENJE NASLEDNIH OSOBINA SA RODITELJA NA POTOMKE – PROCES RAZMNOŽAVANJA

Pošto znamo osnovne činjenice o genetskoj osnovi, hajde da sada proučimo proces razmnožavanja,odnosno prenošenja nasledne osnove sa roditelja na potomke.

Setite se da je lanac DNK dvostruka spirala; prilikom stvaranja polnih ćelija (jajna ćelija i spermatozoid) one sa sobom nose samo po jednu polovinu lanca DNK od majke,odnosno oca, tako da se njihovim spajanjem dobija potpuno novi lanac DNK, odnosno dvostruka spirala novog, jedinstvenog živog bića (ovo je krajnje pojednostavljeno objašnjenje da ne bismo zalazili u domen sinteze polnih ćelija i objašnjavanje načina na koji je DNK smešten,ili bolje reći,spakovan u telesnim ćelijama).

Da bi do spajanja jajne ćelije i spermatozoida došlo nije dovoljno samo ih dovesti u kontakt. Naime,priroda je postavila barijere u kompatibilnosti na nivou molekularnog sastava opne jajne ćelije, pa spermatozoid koji nema receptore koje prepoznaje opna jajne ćelije neće moći da uđu u nju. Time je onemogućeno , na primer, u laboratoriji spojiti jajnu ćeliju krokodila sa spermom konja,ili jajnu ćeliju delfina sa spermom slona i sl.

Zamislite sada,da umesto da se trudite da oplodite jajnu ćeliju krave sa spermom ovna , manipulišete direktno sa lancima DNK ova dva živa bića, pa u naslednu osnovu krave ubacite gen ovce koji kontroliše proizvodnju vune i dobijete kravu koja ima runo. Zanimljiva zamisao,zar ne? Mogućnosti su nesagledive i sve na određeni način podseća na igru.

KAKO JE NASTALA IDEJA GENETIČKE MODIFIKACIJE ?

Čak i pre zvaničnog nastanka nauke o naslednim svojstvima, genetike,čijim se začetnikom smatra Gregor Mendel, ljudi su primetili da se ukrštanjem biljaka i životinja dobijaju potomci koji po svojim proizvodnim osobinama često daleko prevazilaze roditelje ( tzv.heterozis efekat ili hibridni vigor; najširoj javnosti je možda najpoznatiji i najočigledniji rezultat dugotrajnih postupaka ukrštanja prilikom stvaranja brojnih rasa pasa).

Ova znanja najviše su primenjivana u poljoprivredi ,ali je tek razvojem genetike došlo i pravo razumevanje kako se neke osobine prenose sa roditelja na potomke, o određenim ograničenjima (ne možete jednostavno spariti govedo koje daje puno mleka sa onim koje je izrazito mesnato i dobiti potomke koji daju puno i mleka i mesa), ali i saznanja da nije dovoljna samo dobra genetska osnova već da treba obezbediti i uslove da bi se ti potencijali maksimalno ispoljili.

Postupci ukrštanja biljaka ili životinja razvijali su se i usložnjavali razvojem poljoprivrede. Nastaju nove rase i sorte,linije,varijeteti, sve u svrhu bolje proizvodnosti i veće otpornosti. Svi ti postupci uvek su podrazumevali spajanje muške i ženske polne ćelije, odnosno proces prirodnog razmnožavanja.

Vremenom i razvojem populacione genetike došlo se do saznanja koje su osobine međusobno povezane i uslovljene, pronađeni najbolji metodi ukrštanja da se dobiju najpoželjnije osobine,ali je takođe i utvrđeno da prirodnim razmnožavanjem neke kombinacije gena jednostavno nije moguće dobiti.

Kako projekti identifikacije genoma svih živih bića napreduju,dolazimo do sve većeg broja informacija koji gen kontroliše koju osobinu,i što je još važnije, otkrivamo tačno mesto na lancu DNK gde se taj gen nalazi. Zar onda treba da nas začudi što se počinje sa razmišljanjem kako zaobići neka prirodna ograničenja i zamke u procesu razmnožavanja i kako skratiti proces dobijanja poželjnih potomaka.

Zaista,sasvim je logično,da ako imate znanje i mogućnosti,iskombinujete gene za dve poželjne osobine koje do sada nikako niste uspevali da dobijete kod biljke ili životinje. Ili da iskoristite znanja koja imate da jedan ljudski gen ubacite u bakteriju pa da ona sada proizvodi insulin za dijabetičare.

I tako dolazimo do pojma GENETIČKOG INŽENJERINGA a onda i do GENETIČKE MODIFIKACIJE.

Krajnje pojednostavljeno, šta je proces genetičke modifikacije ?

Predstavite sebi lanac DNK kao dugačku papirnu traku, na čijim su različitim delovima zapisane apsolutno sve informacije koje definišu jedno živo biće, potpuno nebitno da li je u pitanju bakterija,biljka,životinja ili čovek.

Vaša je namera da neku osobinu tog živog bića prenesete na neko drugo. Recimo sa bakterije na biljku, ili sa biljke na životinju,ili sa životinje na čoveka. Podsećam,radi se o slučajevima kada je spajanje naslednog materijala,odnosno razmnožavanje prirodnim putem nemoguće.

Stoga isecate deo trake DNK biljke, istovremeno traku DNK životinje isecate na mestu gde ćete ubaciti deo DNK biljke, prebacujete isečeni deo DNK biljke u unapred pripremljeno mesto u DNK životinje, spojite krajeve i dobijate genetički izmenjeni organizam odnosno genetički modifikovan organizam (GMO).

– KRAJ PRVOG DELA –