30. Генетически модифицированные продукты – это что за ГМО?
Если вы когда-нибудь будете в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, я вам настоятельно рекомендую побывать на площади Темпл-сквер; она находится на Норс Мэйн-стрит, к югу от Темпл-стрит. Там можно увидеть памятник, воздвигнутый в честь события, которое некоторые верующие называют Чудом чаек: на вершине гранитной колонны помещена бронзовая скульптура, изображающая двух чаек. В 1848 году фермерские поля в штате Юта были атакованы бесчисленными стаями саранчи. По легенде, спасением от напасти стали калифорнийские чайки, которые прилетели и склевали большую часть насекомых. Местные жители, в основном представители мормонской религиозной секты, сочли это чудом. Теперь чайки являются государственным символом штата Юта, хотя ничего необычного в их присутствии в этом месте нет. Однако люди слишком серьезно отнеслись к этой истории с саранчой, видимо, потому что слишком велика была угроза, исходившая от этих насекомых. По некоторым данным, мормоны рисковали потерять годовой запас пропитания менее чем за неделю. Вот они и возвели этот монумент.
Сегодня фермеры в среднем теряют около 13 % своего урожая из-за насекомых. Это серьезные, очень серьезные потери. В 1990-е годы биологи занялись решением этой проблемы на совершенно новом, эволюционном уровне. Ученые разработали способы извлечения генов из одного вида и помещения их в генетический код другого – эта техника, помимо прочего, способна заставить вредоносных насекомых убивать самих себя.
Получившиеся таким образом организмы, которые мы употребляем в пищу, называются генетически модифицированными организмами – ГМО, а в контексте этой главы – генетически модифицированными продуктами (ГМП). Сегодня эти термины, вероятно, наиболее знакомы вам по этикеткам «без ГМО», которыми снабжаются многие органические продукты – в связи с опасениями, что генетическая модификация делает продукты небезопасными для употребления.
Генетическая инженерия – это своего рода искусственный отбор, но лишь немного отличающийся от традиционного разведения, которым занимаются фермеры, арбористы и заводчики собак. ГМО в конечном итоге несет в себе комбинации генов, которые не могли бы возникнуть в клетках организма естественным путем. Ученые, вооруженные глубоким пониманием молекул ДНК, научились объединять гены тех видов, которые никогда бы не пересеклись в природе, видов, которые никогда не могли бы успешно (в дарвиновском смысле) разводиться селекционерами.
Мы идем по этому пути уже довольно долгое время. Вы когда-нибудь сталкивались с клонами? Вы наверняка думаете, что нет, но я удивлюсь, если вы на самом деле ни разу не видели их и не вкушали плодов клонирования. Почти вся клубника в мире созревает на ветках растений, которые в свою очередь с помощью побегов или «усов» (по сути, корневищ) отрастают от исходного (родительского) растения. Растения, появившиеся от этих «усов», генетически идентичны исходному растению. Такое потомство называют клонами – словом, берущим свое начало в греческом языке и обозначающим «ветвь». Большинство виноградных лоз культивируются аналогичным способом. Таким образом, вино также становится продуктом такого рода клонирования. Это не плохо по своей сути, особенно если вы любите хорошее каберне. Просто дело в том, что сегодня мы научились создавать эти клоны искусственно, без родителей или предков как таковых. Это еще одна область, в которой наука захватила контроль над геном, отобрав его у естественной эволюции.
Вы, возможно, слышали об овечке Долли – первом животном, клонированном искусственным путем. Она была создана в 1996 году путем помещения ДНК из клетки одной овцы в яйцеклетку другой. Это искусственно оплодотворенная яйцеклетка затем была помещена в матку овцы, которая и родила Долли. Другими словами, Долли была генетически идентичной своей матери, или, по крайней мере, последовательность генов в ее ДНК была абсолютно такой же, как и у ее генетической матери. Ее гены были независимы и не связаны с генами овцы, которая ее родила. Эта овца могла бы стать биологической матерью, но она ею не являлась, и мы называем ее суррогатной. Ученые обнаружили несколько убедительных доказательств того, что Долли, судя по всему, появилась на свет старой – с генетической точки зрения. На концах цепочек ее хромосом размещались некие химические вещества, называемые «теломерами», которые были короче, чем исследователи могли ожидать увидеть у новорожденного организма. Если бы не это, Долли могла бы считаться обыкновенной овцой. Она кстати родила шесть ягнят за три сезона, и ее потомки по сей день резвятся на шотландских холмах.
Чтобы создать Долли, ученые Института Рослин в Шотландии использовали ДНК только одной клетки молочной железы ее матери. Клетка, которая формирует тело организма, называется соматической. Большинство ваших клеток соматические; единственным исключением являются стволовые и репродуктивные клетки. Говорят, что овечка Долли была названа в честь Долли Партон, которая помимо прекрасного голоса и отличного музыкального мастерства обладала примечательными молочными железами (я не шучу, ученые Рослин действительно рассказывали это журналистам). Процесс был чисто механическим. Исследователи использовали длинную, невероятно тонкую пипетку, чтобы поместить ДНК в яйцеклетку. Сделать это было нелегко. Долли является результатом 277 попыток имплантации, из которых соответственно 276 закончились крахом.
Несмотря на то что все это довольно сложно, этот тип генетической модификации или инженерии, по крайней мере для меня, относительно легко поддается пониманию. Мы берем ДНК из одного организма и физически или механически помещаем его в другой. Оба этих организма были овцами, то есть, по сути, они были одинаковыми существами.
Но есть и более тонкий способ генетической манипуляции, который ученые разработали в последние несколько лет. Это работа, которая привела к появлению ГМО.
Дело в том, что существует способ внедрения генов в организмы, не связанный с оплодотворением или прокалыванием клетки: чтобы овладеть им, генетики обратились к вирусам. Существуют определенные вирусы, например, заражающие растения. Ученые используют подобные вирусы, чтобы снабжать растения генетическими признаками на свой выбор. Сначала они подсаживают желаемый ген в вирус. Затем они инфицируют растение модифицированным вирусом, который в свою очередь внедряет этот ген в ДНК растения. Этот метод широко применяется в отношении кукурузы, сои, рапса, кабачков, свеклы, хлопка и папайи. В то же время ГМО вызывают разногласия, продиктованные двумя немаловажными причинами, одна из которых связана с бизнесом, а другая – с эволюцией.
Эволюционные проблемы связаны с результатом внедрения принципиально новых типов культур в окружающую среду. Например, ученые смогли выделить ген из почвенной бактерии под названием Bacillus Thuringiensis, обитающей в природе в районах произрастания кукурузы, и ввести его в само растение. Такая реконструированная культура, получившая название «кукуруза Bt», начинает производить химическое вещество, которое парализует работу пищеварительной системы европейского кукурузного мотылька, заставляя его гибнуть с голоду. Все, кого вы когда-либо встречали, наверняка ели пищу, содержащую этот ген – ген, ранее встречавшийся только в мире бактерий. Около 90 % кукурузы и 93 % соевых бобов, в настоящее время потребляемых в Соединенных Штатах, являются продуктом генетической инженерии; около 70 % производимой пищи включает в себя ГМО-ингредиенты.
Исследователи получили возможность производить сорта сои, рапса, бобов и кукурузы, которые позволяют культурам расти и процветать даже при использовании на них смертельного гербицида – глифосата. Поставщики сельскохозяйственных семян неплохо зарабатывают на этой особенности, которая в разы увеличивает объем фермерского урожая. Но если семена этих растений разносятся ветром по полям других фермеров, должны ли эти фермеры платить сельскохозяйственной компании лицензионный сбор? Подобные вопросы всерьез волнуют агропромышленные предприятия.
Нет сомнений, что генетическая модификация культур позволила фермерам удовлетворять нужды гораздо большего количества людей, лишь ненамного увеличив площади используемых земель. Снижение потерь от вредителей увеличило урожайность сельскохозяйственных угодий по сравнению со столетием назад почти на 30 %. Пока неясно, насколько именно, но, в принципе, кукуруза, которая производит свой собственный инсектицид, позволяет фермерам сократить количество распыляемых на своих полях токсичных химикатов. В связи со всем вышеизложенным генетическая модификация культур кажется великим делом. Но многие люди все равно выступают против такой практики.
Генетически модифицированные продукты питания – вопрос спорный, но таким он и должен быть. Если вы спросите меня, то я скажу, что мы должны прекратить введение генов одного вида в другой, но в то же время мы должны стараться извлекать максимальную выгоду из нашей способности понимать геном любого организма – растения, животного или гриба – для того, чтобы производить максимально полезные, экологически устойчивые пищевые системы. И вот почему: несмотря на то что мы точно знаем, что именно случится с тем организмом, который мы модифицируем, мы не можем быть уверены в том, что может случиться с другими организмами в экосистеме, служащей домом для модифицированного организма. Для меня это очень важно, хотя некоторые другие исследователи, похоже, ничуть не переживают на этот счет.
Давайте рассмотрим один хорошо изученный пример. Каждый год бабочка-монарх совершает экстраординарные перелеты из Канады в Мексику, покрывая расстояние в четыре тысячи километров. Появляясь на свет, еще будучи гусеницей, она питается листьями молочая (я уверен, что они вкусные, эти листья молочая). Глифосат, который фермеры, выращивающие кукурузу, используют для уничтожения сорняков, тем самым увеличивая производительность полей, действует также и на молочай. Кроме того, была создана генетически модифицированная кукуруза, которая не реагирует на глифосат, а значит, позволяет фермерам использовать больше гербицида, вместо того, чтобы пропалывать свои поля. По сути, такая практика заодно уничтожает обширные зоны потенциального распространения бабочки-монарха. На данный момент продолжаются споры о том, действительно ли глифосат фактически влияет на сокращение популяции бабочки-монарха.
Но знаете… Есть и еще кое-что! Существуют заявления (по общему признанию, спорные) о том, что пыльца с генетически модифицированной кукурузы Bt, распространяющаяся на побеги молочая, могла спровоцировать заболевания гусениц бабочек-монарха. Если это правда, то генетически модифицированные растения влияют на бабочек-монархов с двух флангов одновременно! Что же делать промышленному сельскохозяйственному обществу, обладающему глубоким пониманием эволюции, но при этом обязанному кормить миллионы людей во всем мире? Предположим, некоторые модификации позволяют использовать меньшие количества пестицидов для увеличения урожая. Но ведь производство достаточного запаса пищи является насущной, я бы сказал жизненной необходимостью. Конечно, это довольно сложный вопрос. И тем не менее я все же предпочитаю оценивать ГМО с точки зрения экосистемы.
Рассмотрим еще один пример. Папайя, выращенная на Гавайях, восприимчива к вирусу, который вызывает появление на плодах темных круглых пятен. Такой вирус соответственно получил название «мозаичный вирус папайи» – сам он принадлежит к семейству Potyviridae. Ученые обнаружили, что, если поместить частицу ДНК вируса в ДНК папайи, папайя перестанет быть восприимчивой к инфицированию именно этим вирусом. Вам не нужно ничего знать о папайе или фруктах, или ГМО, или сельском хозяйстве для того, чтобы понять разницу между зараженным плодом папайи и здоровым. В нашем «животном» человеческом мозгу не возникает вопроса о том, какой из плодов выглядит более подходящим для еды.
Но тут есть небольшое дополнение к истории. Существует доказательство того, что папайя, не восприимчивая к мозаичному вирусу, становится несколько более восприимчивой к другому паразиту под названием грибок Alternaria. Также существуют свидетельства того, что некоторые люди, не обнаруживая аллергии на плоды естественных, немодифицированных растений, по-видимому, имеют аллергию на генетически модифицированную папайю. Другими словами, здесь все очень сложно. Но иначе и быть не может, если меняешь исходные данные в экосистеме. Эволюция сама по себе сложная штука.
К осторожному обращению с генной инженерией нас также обязывают некоторые культурные и экономические причины. Конкретный пример: ученые успешно вывели определенный сорт помидора, который был гораздо меньше подвержен утренним заморозкам, нежели обычные помидоры. Они добились этого путем выделения генов у рыбы – зимней камбалы – и внедрения их в гены помидоров. Этот вид рыб довольно часто встречаются у берегов США и Канады и может спокойно переносить очень низкую температуру воды. Ген рыбы помог помидору справляться с очень холодным воздухом. Это само по себе замечательно и следует отдать должное нашему глубокому научному пониманию ДНК и осознанию тех последствий, которые могут проявиться при взаимодействии модифицированного организма с окружающей средой. Но все-таки есть в этом что-то странное и неестественное, когда гены рыбы соединяются с генами овощей, и в данном случае помидоров. Никто не рискнул питаться такими помидорами, так что от этой разработки пришлось отказаться.
Допускаю, что это могла быть интуитивная реакция невежественных потребителей. Эмоциональные реакции не обязательно отражают научную реальность, и это проявляется во всем, от креационизма до движения против вакцинации. Однако в данном случае я думаю, что наука и эмоции находились по одну сторону баррикад. Существуют очень веские научные основания для весьма осторожного обращения с ГМО, и все они тесно переплетаются с экономическими причинами. Пока не ясно, окупятся ли инвестиции в ГМО. Я, например, не уверен, что исследования ГМО должны финансироваться за счет налоговых сборов. В конце концов, именно повсеместность кукурузы и кукурузного сиропа способствовала созданию удручающей ситуации в развитых странах мира, особенно в США, где плохо питающиеся люди страдают ожирением.
Вот один пример того, как переплетаются между собой наука и экономика. Независимо от того, как вы относитесь к фастфуду, независимо от того, насколько целенаправленно вы избегаете жиров и углеводов, картофель фри был и остается очень вкусным. Именно картошка фри притягивает меня как магнит и влечет к ресторанам «Макдоналдс», и я знаю, что я не одинок в своем неизменном пристрастии. Компания «Макдоналдс» исследовала возможность спонсирования исследований генетической модификации картофеля, которые сделали бы их картошку фри еще более вкусной и еще менее затратной с экономической точки зрения. Речь шла о картофеле сорта New Leaf. Компания опросила своих клиентов, задавая вполне конкретный вопрос: «Если бы наш картофель фри стал еще лучше, но при этом он был бы произведен из генетически модифицированного картофеля, стали бы вы любить его как любили прежде, или, может быть, полюбили бы еще больше?» Ответ был ошеломляющим: «Нет!» Так «Макдоналдс», крупнейшая в мире сеть ресторанов быстрого питания, решила не финансировать разработку генетически модифицированного картофеля.
Это решение, по сути, похоронило исследования, связанные с ковырянием в картофельных генах, на какое-то время. Прямо сейчас, на момент создания моей книги, «Макдоналдс» занят новой дискуссией на тему ГМО, на этот раз связанной с иной модификацией картофельных генов. Некоторые гены, которые могут приводить к появлению канцерогенов при приготовлении, можно «приглушить» или выключить с помощью генетической инженерии. Как и в прошлый раз, специалисты по генетической модификации считают, что их картофель является безопасным для употребления. На мой взгляд, мы все еще не можем знать, как это отразится на экосистемах. Возможные последствия немало меня смущают.
Я считаю, что из недавнего опыта человечества с ГМО можно извлечь два важных урока. ГМО могут быть полезными в краткосрочной перспективе – для подъема нашей пищевой индустрии, и они могут сделать определенные продукты доступными для людей, которые иначе никогда бы не смогли наслаждаться этой пищей; но мы не знаем – мы не можем знать – всей картины. Я имею в виду, что мы с большой вероятностью можем определить, что будет происходить с модифицированным организмом, например с кукурузным початком, соей, рапсом, папайей и помидором. Но мы просто не можем знать наверняка, как ГМО отразится на экосистеме. Мы просто не можем знать, что произойдет с популяцией бабочек или летучих мышей, которые питаются бабочками, или с популяцией блох, которые переносят полчища бактерий, которые держат под контролем численность популяций летучих мышей, и т. д., и т. д.
Экосистемы формируются посредством восходящей модели эволюции. Природные системы появляются на протяжении тысяч веков; они становятся все более и более сложными. Создавая организмы по нисходящей модели, создатели, генные инженеры и ученые имеют очень неплохие (а точнее, очень плохие) шансы пропустить что-то небольшое, но очень важное. Так что для меня наши решения относительно ГМО напрямую связаны с эволюционной теорией.
В целом природные системы слишком сложны для нас, чтобы мы могли предсказать последствия внедрения генов одного вида в другой. Вместо этого мы должны сосредоточить наши усилия по модификации продуктов на самих продуктах в пределах вида. Гибридизация пшеницы – отличная практика, покуда она проводится в пределах пшеницы, то есть в рамках, которые сама эволюция испытывала на протяжении миллиардов лет.
Для меня есть еще один важный аспект темы ГМО. Когда мы расчищаем миллионы гектаров или акров земли и наводняем их пестицидами, окружающая среда травмируется, но этот ущерб потенциально обратим. Если мы прекратим использование этих химических веществ, экосистема, вероятно, восстановится. Но восстановится ли она, если мы введем новые виды, которые не появились бы в результате естественного или гибридного разведения? Восстановится ли природа после негативных последствий, которые организм может нанести окружающей среде? Сложно сказать. Я бы предпочел ошибаться в безопасную сторону, но не потому, что я против корпораций или против прогресса (совсем даже нет!), а потому, что я осознаю, что предсказать исход совершенно невозможно.
Что же с теми ГМО, которые уже существуют? Ну, нам придется жить с ними. Они уже интегрировались в свою экосистему и даже в свои антропогенные экосистемы. Время и сама эволюция разберутся с полезными и вредными генными ответвлениями в пищевой промышленности; все равно никакого очевидного способа обратить эти изменения не существует. Между тем, вместо того чтобы продолжать наши поиски исключительных генов для создания огромных объемов еды – больше, чем необходимо для развитого мира, – давайте оптимизировать наши методы ведения сельского хозяйства, чтобы создавать здоровую пищу для всех нас, во всем мире.
У нас достаточно хорошей еды. Нам просто нужно найти способы привлечения к более здоровой пище максимального количества людей. Если уж мы сами можем расставлять приоритеты, то давайте выберем именно этот аспект.
