Читать книгу Европейское исследование: БАДы, витамины, ГМО, биопродукты. Как сделать правильный шаг к здоровому долголетию - Аркадий Эйзлер - Страница 14

Ученые всего мира интенсивно заняты проблемой изыскания резервов для обеспечения населения продовольствием. Так, умершему в 2009 г. в возрасте 95 лет американскому агроному Н. Борлоугу (N. Borlaug) удалось в 1950–1960 годах резко увеличить производство продуктов питания во многих голодающих странах с помощью выведения новых сортов растений улучшенного качества и современных аграрных методов. Этим он спас от голодной смерти более миллиарда человек. За его достижение, которое вошло в историю под названием «Зеленая революция», Борлоуг в 1970 г. получил Нобелевскую премию мира, в 1977 г. – Президентскую медаль Свободы, а в 2004 г. – Национальную медаль конгресса в области наук.

Борлоуг, выросший в крестьянской семье в американском штате Айова, изучал патологию и генетику растений в университете Миннесоты. С 1944 г. он работал в Мексике по программе исследования зерновых культур фонда Рокфеллера и мексиканского правительства, целью которых было увеличение производства пшеницы, кукурузы и бобов, ибо еще в середине 1940-х страна должна была импортировать половину своего зерна. Работая с мексиканскими агрономами, Борлоуг создал высокопродуктивные закаленные сорта пшеницы, подходящие для местных условий, поскольку оказались устойчивыми к разным климатическим условиям и большинству болезней. Для ускорения сельскохозяйственного производства Борлоуг выращивал два урожая в год. К 1948 г. сбор пшеницы в Мексике достиг таких объемов, что страна отказалась от импорта. В 1954 г. Борлоуг и его коллеги скрестили мексиканскую пшеницу с ее карликовым сортом из Японии. Полученный сорт оказался в 2 раза продуктивнее усовершенствованного мексиканского и в 9 раз – первоначального сорта пшеницы. Карликовый мексиканский сорт допускал более рациональное использование удобрений, которые влияли на зерно больше, чем на стебель. К 1963 г. страна стала экспортером пшеницы. После успеха в Мексике Борлоуг передал свои высокоурожайные сорта и современные методики выращивания в Индию и Пакистан. С 1965 по 1970 год производство пшеницы там увеличилось вдвое.

Борлоуг распространил свою «Зеленую революцию» в регионы Азии, Африки и Среднего Востока. В 1960 г. в Маниле был основан Международный институт исследования риса с целью развития новых урожайных и стойких сортов. За 4 десятилетия была создана дюжина исследовательских институтов и выращено 3 тыс. различных высокоурожайных сортов. Зерновое производство в Азии увеличилось с 385 млн т в 1965 г. до более чем 1 млрд т в 2005 г.

В последнее время появились сообщения о скором поступлении на рынок новых сортов риса, устойчивых к наводнениям и растущих на солевых почвах. Похожие разработки должны появиться и у пшеницы. Так, в Испании по причине интенсивного искусственного орошения происходит засолонение почв. В юго-восточной дельте реки Меконг увеличивается количество соли в почве по причине повышения уровня моря. Соленая вода просачивается в рисовые плантации Юго-Восточной Азии. Чтобы вывести сорт риса, растущего на соленых почвах, было необходимо 34 тыс. скрещиваний дикого и культурного сортов риса. Растение хорошо чувствует себя в регионах, затапливаемых морской водой. Но пройдет еще несколько лет, пока новые сорта можно будет использовать для посева.

И хотя критики «Зеленой революции» отмечают, что ее реализация нанесла немалый ущерб экологии из-за использования удобрений, большого количества воды и эксплуатации почвы, а также появления новых вредителей, успешная борьба Борлоуга с голодом во всем мире остается историческим успехом.

В последнее время ученых все больше привлекает более эффективный метод получения новых растительных культур за счет изменения их генов – метод получения «пищи из лабораторий», ибо речь идет не только о количественном, но и о качественном обеспечении продовольствием.

Несмотря на предпринятые попытки и все достижения, долгое время мы не могли переступить установленные биологией границы нашего статуса пребывания на планете. И только во второй половине XX века у Homo sapiens появилась надежда перешагнуть их, пошатнув законы эволюции и заменив их правилами так называемого интеллигентного дизайна.

Почти 4 млрд лет развитие всех организмов подчинялось закону естественного отбора без вмешательства разумных существ. И в течение этого периода у интеллигентного дизайна не было шансов для реализации, поскольку ни один из существующих в то время организмов не мог что-либо создать. Только лишь микроорганизмы, имея в своем распоряжении всю планету в течение тех же миллиардов лет, достигли удивительных успехов. Один их вид может копировать гены другого, осваивая новые трюки, например сопротивление антибиотикам. Но это происходило не по их воле: ни один из них не выразил желания, например, найти резистентную бактерию и скопировать у нее новые свойства. Микроорганизмы не обладают ни сознанием, ни способностью ставить перед собой цель, а значит, не могут заниматься сознательным отбором.

В противоположность к ним однажды у высших организмов, например неандертальцев, развились логика и способность планирования. Однако при всем желании неандертальцев охотиться на жирных и ленивых птиц они были вынуждены обходиться животными, предоставленными в их распоряжение естественным отбором.

Господство природы впервые пошатнулось около 10 тыс. лет назад во время сельскохозяйственной революции. Homo sapiens также стремился к легкой и питательной добыче. Он заметил, что при целенаправленном скрещивании самых жирных петухов с самыми ленивыми курицами рождалось еще более ленивое и жирное потомство. Появление этого нового вида кур явилось результатом логики разумного человека. Однако, несмотря на свои способности, Homo sapiens не мог наделить птиц свойствами, не заложенными в генетике диких кур. В определенном смысле взаимоотношения между курицей и человеком ничем не отличались от любых других отношений в природе.

Сегодня, спустя 4 млрд лет, господство естественного отбора уступает свою функцию творца лабораториям, в которых ученые создают новые живые существа, безнаказанно ломая законы естественного отбора, невзирая на первоначальные характеристики организмов. Сегодня в США биологи ведут острую борьбу против так называемых «креационистов», желающих вытеснить из школ эволюционную теорию Дарвина, утверждая, что все живые существа являются продуктом создания. Что касается прошлого, то правы, конечно, биологи. А что касается будущего, то здесь могут оказаться правы и креационисты. Сегодня просматриваются три направления науки, где естественный отбор заменяется научным дизайном. Первое направление – биотехника и генная инженерия, второе – киборг-техника, создающая существ, состоящих из частей органического и неорганического происхождения, третье – создание неорганической жизни.

Биотехника – в настоящее время одно из направлений, в котором заложен огромный потенциал повышения урожайности зерновых культур, а также улучшения их характеристик, причем качество новых продуктов является не менее важным, чем их количество. Почему же у нас есть настороженность к генно-модифицированным организмам (ГМО)?

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год в странах третьего мира умирают более миллиона человек от болезней, которых можно было избежать, до полумиллиона детей теряют зрение. Причиной является дефицит витамина А, приводящий к ослаблению иммунной системы, делая организм более подверженным различным заболеваниям.

В некоторых деревнях Африки с наступлением сумерек дети разделяются на две группы: одни продолжают играть на улице до наступления темноты, другие расходятся по домам. Эти другие страдают так называемой «куриной слепотой» – дисфункцией ночного зрения, обусловленной недостатком витамина А, ведущего к пересыханию слизистых оболочек глаз и утрате клеток органов зрения.

Примерно 25 лет назад в Женеве профессор биологии И. Потрикус (I. Potrykus) и специалист по клеточной биологии П. Байер (P. Beyer) предложили несколько подправить природу, а именно: путем генных манипуляций изменить зерна риса так, чтобы они содержали натуральное красящее вещество бета-каротин, преобразующееся в организме человека в витамин А. Бета-каротин содержится в паприке, моркови или кукурузе, но в рисе его нет.

Начало генной инженерии как науке было положено в 1972 г., когда американские ученые Я. Янг (Y. Yang) и П. Байер (P. Beyer) опубликовали первые данные о рекомбинациях молекул ДНК. После появления публикации появились и первые сомнения и опасения, не принесет ли генная инженерия вред природе и человечеству. В июле 1974 г. несколько крупных ученых обратились к научной общественности с предложением наложить мораторий на продолжение подобных исследований. В феврале 1975 г. в Калифорнии на Асиломарской конференции собрались 140 ученых разных стран, работающих в области генной инженерии. Всесторонне изучив результаты и возможные последствия, ученые пришли к выводу, что потенциальные опасности невелики, так как рекомбинантные (полученные с помощью генной инженерии) штаммы в природных условиях нежизнеспособны, а значит, их бесконтрольное распространение маловероятно. Было решено продолжить исследования с рекомбинантными ДНК in vitro – в рамках лабораторий, с соблюдением специально разработанных правил.

В 80-х годах XX века исследователи применяли в своих экспериментах еще весьма примитивные технологии. Но уже в те годы внимание ученых привлек известный феномен – возникновение на стеблях растений опухолеподобных наростов, являющихся симбиозом растения и агробактерии (Agrobacterium tumefaciens). Изучив механизм возникновения этих наростов, ученые выяснили, что бактерии «вынуждают» растение синтезировать продукт, необходимый для их жизнедеятельности, как бы «вживляя» части своих генов в растительные клетки.

Именно этот эффект Потрикус и Байер применили в своих экспериментах. Для транспортировки чужих генов они использовали почвенную бактерию, которая содержит гены, побуждающие растение-реципиент к опухолеподобному росту. В реагентном стекле эти гены были удалены и заменены на желаемую наследственную информацию. Затем бактерии «разгружают» свою «поклажу» в целевом растении, задавая ему запрограммированную информацию.

В 1999 г. ученым удался важный шаг: перенос трех чужих генов – нарцисса и почвенной бактерии Erwinia uredovora – в геном подопытного растения, что послужило строительной базой для двух энзимов, взаимное действие которых запускает синтез бета-каротина. За обусловленную присутствием каротина окраску свое творение ученые назвали «золотым рисом». Семена этого «дизайнерского» риса должны бесплатно поступить в распоряжение аграриев стран Азии и Африки. В настоящее время вместо гена нарцисса используется ген кукурузы, а культивирование «золотого риса» находится еще в начальной стадии, в то время как многие другие генетически модифицированные растения уже используются коммерчески.

К 2014 г. объектом генной инженерии стали три растения: кукуруза, хлопчатник и соя, в наследственную программу которых внесены устойчивость к гербицидам и насекомым. Кроме того, своей целью ученые ставят приспособление растений к жизни в экстремальных климатических условиях, модифицируя, например, сою таким образом, чтобы она могла расти и на солевых почвах. Другие биологи работают над разведением устойчивого к жаре хлопчатника и холодоустойчивых финиковых пальм. Перенос наследственной информации и создание ГМО стал возможен по той причине, что «алфавит» генов идентичен у всех живых существ, и растительная клетка вполне может расшифровать информацию ДНК животного.

ГМО творит чудеса! Клубнику с помощью генов рыб сделали более холодоустойчивой, а генетический материал крыс повысил содержание витамина С в салате.

В 1996 г. в интернациональной прессе появилось фото, вызвавшее шок во всем мире. Это был не фотомонтаж, а настоящая мышь с имплантированными на спине хрящевыми клетками коровы. С помощью выполненного из пластмассы остова можно направлять рост хрящевых клеток в различных направлениях, придавая им форму, например, человеческого уха. Благодаря этому эксперименту ученые получают возможность создавать искусственные уши, которые можно пересадить людям.

В 2000 г. бразильскому художнику Э. Кацу (E. Katz) пришла идея создать новое произведение биологического искусства: флуоресцирующего зеленым цветом кролика. Он предложил французской лаборатории воплотить его идею в жизнь. Ученые имплантировали в эмбрион обычного белого представителя вида cuniculus ген флуоресцирующего моллюска. Новый подвид кролика Кац назвал «Светящаяся Альба». Животное является продуктом «разумного дизайна» и предшественником нового направления развития генетической биотехники. Если процесс создания «Альбы», который воплощает в себе потенциал созидания, будет полностью освоен, то научная революция взорвет рамки нового исторического события при условии, что до этого человечество не взорвет само себя. Это может стать важнейшей биологической революцией нового типа со времени появления жизни на Земле. Данный процесс следует рассматривать в космических перспективах миллиардов лет, а не в человеческих масштабах тысячелетий.

Биотехника является осознанным процессом на биологическом уровне (например, имплантация генов), цель которого – изменение определенных свойств, потребностей или желаний организма в соответствии с культурными представлениями «проектировщика». Сама по себе биотехника не нова. Люди используют ее уже тысячелетиями для изменения самих себя и других организмов. Самый простой пример – это кастрация. Уже 10 тыс. лет назад люди кастрировали быков. Получившиеся в результате волы были менее агрессивны и позволяли легче запрячь себя в плуг. Люди кастрировали и собственное мужское потомство для создания певцов-сопранистов с неземными голосами, а также евнухов.

Генная инженерия отличается от селекции, которой люди пользовались уже со времен сельскохозяйственной революции. Селекция ограничена набором уже имеющихся генов, присущих живому существу. Гентехника же позволяет создавать новые организмы, «смешивая» генетический материал различных живых существ, получая новые гены, не присущие ни одному организму, и создавая тем самым новые.

Гентехника быстро открывает новые возможности, не зная, что с ними делать, поэтому ее потенциал сегодня используется с большой осторожностью преимущественно на грибках, растениях, бактериях или насекомых, не имеющих рьяных защитников. Так случилось с известной бактерией Escherichia coli, живущей в кишечнике и иногда вызывающей смертельные инфекции. Ее изменили таким образом, что сейчас ее применяют в производстве биотоплива. Манипулируемые генные бактерии, coli и грибки используются при производстве инсулина, что снижает затраты в лечении диабета. Ген живущей в Арктике лисицы был внедрен в картофель для увеличения его морозоустойчивости.

Изредка генетически изменяют и млекопитающих. Каждый год молочная индустрия получает миллиардные потери вследствие мастита коров. Ученые экспериментировали с генно-модифицированными коровами, молоко которых содержит вещество лизостафин, поражающее возбудителя заболевания.

Была совершена попытка привить свиньям генетический материал червя, который в свою очередь подвергся генетической модификации с увеличением продолжительности жизни в 6 раз. С помощью этого червя генетики делают попытки заменить в организме свиней вредные для здоровья Омега‑6 жирные кислоты на полезные Омега‑3. И такая процедура будущим поколениям гентехников вскоре покажется детской игрой.

Выведена особая порода «Эйнштейн-мышей», обладающих гораздо лучшей памятью, чем их обычные сородичи. Ученые задумываются и о генетически программируемой моногамности. Полевые мыши – это маленькие сильные грызуны, выглядящие как домашние, но живущие в беспорядочных половых контактах. Наравне с ними существует вид моногамных полевых мышей, у которых ученые открыли ген, отвечающий за такое постоянство. Один-единственный такой ген превратил бы любвеобильного донжуана в верного мужа и благородного отца. Но мы еще далеки от возможности изменять и физические, и общественно полезные свойства организмов.

Однако генетики не ограничиваются модифицированием существующих видов по собственному желанию. Они мечтают возродить динозавров, как в фильме «Парк юрского периода», и воссоздать других давно исчезнувших с лица Земли живых существ. Русско-японско-корейская команда ученых недавно разгадала геном найденного в вечной мерзлоте Сибири мамонта, жившего 5 тыс. лет назад. Ученые планируют изъять оплодотворенную яйцеклетку современного слона и заменить в ней наследие слона молекулой ДНК мамонта, поместив ее затем в матку самки слона. После процесса вынашивания, длящегося 22 месяца, на свет снова должен появиться «первый» мамонт после вымирания. Но зачем нам нужен мамонт? Профессор Г. Хурч (G. McDonald Church) из Гарвардского университета заявляет, что после окончания проекта «Геном неандертальца» он хочет реконструировать ДНК неандертальца в яйцеклетке Homo sapiens и спустя 30 тыс. лет предъявить человечеству «первого» неандертальца. Для этого ученому требуется весьма ограниченный бюджет в 30 млн долларов, и уже появились женщины-добровольцы, желающие выносить и родить своего предка.

А зачем нам нужен неандерталец? Некоторые ученые считают, что, исследуя живого неандертальца, мы можем ответить на вопросы происхождения и идентичности Homo sapiens. И еще, если последний несет ответственность за уничтожение неандертальца, то нам имеет смысл снова вернуть его к жизни. И возможно, предприниматель уже радуется, что один неандерталец будет выполнять грязную и тяжелую работу за двоих Homo sapiens.

Другие любопытные идеи связаны с «созданием самого Создателя», и им станет сам Homo sapiens. Его способности, требования и желания имеют для этого все предпосылки, но геном sapiens не намного сложнее генома мыши, состоящего из 2,4 млрд базовых пар, в то время, как человека – из 2,9 млрд, т. е. на 14 % длиннее. Всего за несколько десятилетий мы сможем с помощью гентехники и других форм биотехнологии произвести значительные изменения в строении нашего тела, в иммунной системе, делая все для увеличения продолжительности жизни. Мы можем поработать также и над преобразованиями на духовном и эмоциональном фронтах. Если с помощью гентехники мы можем разводить мышей «Эйнштейна», то почему бы сразу не самого Эйнштейна? Если в реагентной колбе можно воспроизводить моногамных полевых мышей, почему не потрудиться над созданием преданных друг другу человеческих партнеров?

Но генная инженерия наталкивается на целый ряд этических, политических и идеологических проблем. Верующие так же, как и атеисты, шокированы тем, что человек вдруг начал играть в Бога, создавая по своему желанию и настроению новые существа. Защитники животных указывают на страдания, испытываемые как лабораторными подопытными животными, так и миллиардами полезных животных, разводимых без учета их потребностей. Защитники прав человека высказывают опасение, что с помощью гентехники могут создаваться «сверхлюди», которые подчинят себе все человечество. Пророки конца мира предсказывают появление биодиктатуры, при которой можно будет клонировать бесстрашных солдат и безвольных работников.

«Подобными экспериментами, – критикует А. Бауэр (A. Bauer) из мюнхенского института окружающей среды, – мы осознанно разрушаем границы, установленные в ходе эволюции между микроорганизмами, растениями, животными и человеком». Именно по этой причине манипуляции с генами постоянно наталкиваются на противостояние. Оппоненты указывают в первую очередь на опасность того, что занесенный в организм «контрабандный» наследственный материал невозможно удерживать под контролем.

Действительно, как будут развиваться спроектированные организмы и чем чревато их воздействие на другие живые существа? Останутся ли чужие «агенты» в рамках вновь созданных творений или же будут переданы их дикорастущим родственникам? И что произойдет с человеком, употребляющим в пищу эти трансгенные организмы?

Подобные дискуссии ведутся уже с 1983 г., когда американский агрохимический концерн Monsanto и кёльнский Max-Planck институт разведения растений (MPIZ) впервые представили методики генетического изменения растений.

В 1990 г. исследователи MPIZ высадили в поле 30,8 тыс. петуний, снабженных геном кукурузы, призванным придать цветам ярко-карминовый цвет. Это был первый эксперимент, проведенный в Германии на открытом грунте, и он принес неожиданные результаты. «Через некоторое время большинство растений цвели не карминово-красным, а натуральным белым цветом», – сообщает MPIZ-исследователь В. Шухардт (W. Schuchardt). Кроме того, у этих растений было большее количество листьев и отростков. «Очевидно, что условия окружающей среды – возможно, даже ультрафиолетовое излучение – влияют на активность генов», – заключает Шухардт.

Все больше многочисленных полезных растений подвергаются перестройке усилиями биотехнических фирм и университетов. В 2005 г. США инвестировали около 5 млрд долларов в создание генетически модифицированных семян, способных противостоять определенным средствам для борьбы с сорняками (гербицидами) или растениеядным насекомым.

Генетически модифицированные растения выращиваются уже в 21 стране. Крупнейшие производители – США, Аргентина, Бразилия, Канада, Китай – специализируются в основном на кукурузе, сое, рапсе и хлопчатнике. Большая часть урожая идет на корм животным. В Аргентине и США генетически модифицированная кукуруза составляет около 55 % общего урожая, трансгенный рапс цветет в Канаде и США на ³/₄ всех рапсовых полей.

Важнейшую роль для индустрии играют гербицидорезистентные растения, и прежде всего устойчивые против глифосата, разработанного концерном Monsanto, самого продаваемого в мире пестицида широкого спектра действия. Он уничтожает все, что растет, кроме устойчивых к нему растений, которые большей частью тоже являются разработкой того же Monsanto. Этот мировой лидер биотехнологии растений, основанный в 1901 г. как чисто химическая компания, эволюционировал с того времени в гигантский концерн, специализирующийся на производстве семян овощей и фруктов. В 2007–2008 годах Monsanto поглотила по всему миру 50 компаний, производящих семена, что вызвало у общественности небеспочвенные опасения: как и любой гигантский концерн, заинтересованный в первую очередь в получении сверхприбыли, он стал представлять угрозу биологическому разнообразию планеты.

Прибыли концерна обеспечивают как патентные права на защиту семян, так и высокие налоги за их правовое использование. Monsanto связывает своих клиентов обязательствами соглашения, содержащего условие, запрещающее клиентам выращивать растения повторно, вынуждая их покупать каждый год новые семена. Против предположительно неправового использования запатентованных семян агропромышленный гигант использует любые инструменты наказаний: преследования, запугивания, судебные разбирательства, вплоть до доведения фермеров до банкротства. На подобного рода антифермерскую деятельность компания ежегодно тратит более 10 млн долларов.