12 биологических новостей в картинках

Вообще, мы серьезные люди. Гранит науки хрустит на наших зубах. Мы освещаем такие суровые, такие сложные закоулки биологического знания, до которых не дотянулись фонари других научно-популярных сайтов. Но иногда нам так хочется подурачиться. И рассказать о науке веселым языком, показать ее под другим углом. Нарисовать забавных картинок, написать легкий и смешной текст. Поэтому мы и открыли новую рубрику — «12 биологических новостей в картинках».

Интеллектуальный партнер этих иллюстрированных рассказов — АО РВК.

Существует два подхода для получения новой сельскохозяйственной продукции — традиционное разведение (селекция) и получение новых сортов/пород с помощью генной инженерии. В первом случае различные сорта растений или породы животных просто скрещивают — для того, чтобы получить и отобрать организм с нужными свойствами. Человечество занимается этим уже тысячи лет. Во втором случае тем же целям служит иная стратегия: «оригинал» намеренно изменяют при помощи генно-инженерных методов, в результате чего получают трансгенный организм [1, 2, 3]. Животные и растения, полученные таким способом, у многих людей вызывают беспричинный страх. Однако ученые утверждают: бояться нечего! По крайней мере, так говорят исследователи из Академий США, которым нет оснований не доверять. Академии — это мощное профессиональное сообщество США, объединяющее Национальную академию наук, Национальную инженерную академию и Национальную медицинскую академию.

Академический комитет провел масштабное исследование, в рамках которого анализировались научные данные за последние 20 лет [4, 5]. Для того чтобы оценить предполагаемые выгоды и риски, связанные с ныне существующими трансгенными сельскохозяйственными растениями, исследователи тщательно изучили почти 900 научных публикаций. В основном в них говорилось о разработке, использовании и эффектах генетически модифицированных кукурузы, сои и хлопка. Так много публикаций посвящено именно этим растениям потому, что сейчас они составляют бóльшую часть коммерческих ГМ-культур.

Каков же итог? В первую очередь, ученые открыто признают: на данный момент довольно трудно выявить тонкие или отсроченные последствия влияния ГМ-организмов на здоровье человека и окружающую среду. Однако исследовательский комитет смотрит в будущее с оптимизмом: разницы в рисках для здоровья человека между коммерчески доступными ГМ-культурами и теми растениями, которые разводятся традиционным способом, обнаружено не было. Опыты на животных и изучение химического состава трансгенных продуктов не выявили различий между «ГМОшками» и их немодифицированными собратьями.

В сфере безопасности пищевых продуктов существует такое понятие, как принцип эквивалентности. Оно предполагает, что надежность нового продукта питания, особенно генетически модифицированного, можно оценить путем его сравнения с аналогичной традиционной пищей, которая считается однозначно безопасной. Согласно принципу эквивалентности оценивают агрономические, морфологические и химические характеристики ГМО-продукции, изучают ее макро- и микроэлементный состав, а также содержание питательных веществ и токсичных молекул. Все полученные по ГМО данные сравнивают с такими же показателями у немодифицированных культур. Если разница в вышеназванных характеристиках находится в пределах нормы, то продукция безопасна. Такая оценка существующих генетически модифицированных культур показала, что по всем характеристикам они эквивалентны «натуральным» сородичам, а значит, их следует считать безопасными [6].

Ранее существовали опасения, что употребление в пищу генно-модифицированных продуктов может приводить к повышению заболеваемости раком и ожирением, а также к нарушениям работы желудочно-кишечного тракта и почек. Для изучения такой зависимости долгосрочные и контролируемые исследования проводить довольно сложно. Поэтому для анализа опасности трансгенной пищи для человека комитет сделал следующее: сравнил заболеваемость в США и Канаде с заболеваемостью теми же недугами в странах Центральной Европы и Великобритании. Всё дело в том, что жители США и Канады начали употреблять в пищу ГМО еще в 1990-х, тогда как в Центральной Европе и Великобритании ГМ-продукты до сих пор широко не распространены. Поэтому кажется логичным, что если трансгенная еда опасна для человека, то показатели здоровья американцев и канадцев относительно европейцев за последние 20 лет резко ухудшилось бы. Однако сравнение уровней заболеваемости между первыми и вторыми не выявило различий в изменении здоровья людей после вывода ГМ-продуктов на рынок в 1990-х годах.

Ученые полагают, что ГМ-растения могут быть даже безопаснее и полезнее обычных. Уже есть некоторые данные о том, что трансгенные растения, устойчивые к вредоносным насекомым, уменьшают вероятность отравления человека инсектицидами. Кроме того, в разработке находится ряд ГМ-культур, предназначенных для непосредственного улучшения здоровья. В первую очередь это рис с повышенным содержанием бета-каротина [1]. У жителей развивающихся стран он должен предотвращать последствия дефицита витамина А — слепоту, а в тяжелых случаях и смертельный исход.

Не нашли исследователи и убедительных признаков экологических проблем, связанных с культивированием генетически модифицированных зерновых. Многие противники ГМО боялись такого явления, как поток генов, то есть процесса передачи генетического материала ГМ-растения дикому родственному виду. Теоретически это может вести к генетическому загрязнению, в результате которого возникает риск полного исчезновения некоторых видов. Да, действительно, члены комитета не отрицают, что поток генов существует. Однако фактически использование устойчивых к насекомым и гербицидам растений не уменьшило общего биологического разнообразия на фермах, где разводили ГМО. Более того, иногда наличие подобных культур приводило к увеличению разнообразия насекомых!

Также хочется отметить, что до последнего времени ни одна из широко распространенных ГМ-культур не предназначалась для непосредственного повышения урожайности. Но скоро это досадное упущение можно будет исправить — ученые уже работают над этим. Например, группе исследователей из Великобритании удалось получить генетически модифицированную пшеницу с повышенной эффективностью фотосинтеза [7]. В результате такой модификации растения, выращиваемые в теплицах, увеличивают урожайность на 15–20%. Если культуры смогут сохранить подобные показатели прироста урожайности и в полевых условиях, это будет впечатляющим результатом. Ведь получение большего количества пшеницы с одного и того же участка земли будет иметь не только экономические, но и экологические преимущества. Например, появится возможность использовать освободившиеся от сельскохозяйственных культур территории для сохранения и восстановления дикой природы.

Можно использовать ГМО и для менее высоких, но тоже полезных целей. Все мы знаем о вкусе томатов из супермаркета — вернее, о его отсутствии. Недавние исследования показали, что в ходе традиционной селекции помидоры утратили гены, отвечающие за их вкус. Вернуть утерянное можно, но как раз таки с помощью методов генной инженерии [8]. Вот такой получается парадокс: ароматные и вкусные ГМ-помидоры могут оказаться более «натуральными», чем их традиционно выведенные собратья.

Возможно, споры о вреде и пользе ГМО будут идти еще не один год. Хочется верить, что со временем появится больше исследований, подобных этому, которые расскажут нам о новых позитивных сторонах использования ГМ-технологий и их важном значении для окружающей среды и здоровья человека.

Литература

1. Трансгенные растения — спасители планеты или бомбы замедленного действия?;
2. Про ГМО;
3. Еще раз про ГМО;
4. Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects. (2016). Report of the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. The National Academies Press;
5. Genetically engineered crops: Experiences and prospects. (2016). Science daily;
6. Alessandro Nicolia, Alberto Manzo, Fabio Veronesi, Daniele Rosellini. (2014). An overview of the last 10 years of genetically engineered crop safety research. Critical Reviews in Biotechnology. 34, 77-88;
7. Trials planned for GM superwheat that boosts harvest by 20%. (2016). New scientist;
8. Denise Tieman, Guangtao Zhu, Marcio F. R. Resende, Tao Lin, Cuong Nguyen, Dawn Bies, et al.. (2017). A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor. Science. 355, 391-394..