Литература

1. Simon S., Bouville A., Land Ch. Fallout from nuclear tests and cancer risks // American Scientist. 2006. Vol. 94. P. 48 – 57.

2. Origins of Human cancers: Book A. Incidence of Cancers in Humans / H. Y. Hiatt, J. D. Watson, J. A. Winstein (Ed.). Cold Spring Harbor Laboratory, USA, 1977.

3. Murphy Sh. Pesticides // Toxicology: The Basic Science of Poison. New York: Macmillan, 1975. P. 408 – 453.

4. Pesticide Residues in Food – 1999: Part II. Toxicological Evaluations. Geneva: WHO, 2000.

5. Davies G., Lennartsson M. Organic Vegetable Production. Marlborough: The Crowood Press, 2005.

6. International Herald Tribune. 2009. March 23. P. 13.

7. Коршунов В. В., Коршунов В. Д. Перспективы развития российского рынка минеральных удобрений // Эко. 2008. № 12. С. 127 – 137.

8. Russell J. Coal use rises dramatically despite impacts on climate and health // Vital Signs 2009. Washington: Worldwatch Institute, 2009. P. 26 – 28.

9. Projection of Tobacco Production: Consumption and Trade to the Year 2010. FAO Report, Rome.

10. Mudur G. India has some of the highest cancer rates in the world // British Medical Journal. 2005. Vol. 330. P. 215.

11. Aizen M., Harder L. Too-busy bees // International Herald Tribune. 2010. March 26. P. 8.

12. Jordan L. Pesticide trade shows new market trends // Vital Signs 2006 – 2007. New York: W. W. Norton & Company, P. 28 – 29.

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.