211service.com
Kukurūzai, kurie klonuojasi patys
Valandą už Meksiko miesto taksi išsuka iš pagrindinio kelio, o greitkelio triukšmas ir šurmulys išnyksta. Pro plieninius vartus ir baltą sargybinį patenkame į išpuoselėtą Tarptautinio kukurūzų ir kviečių tobulinimo centro, žinomo ispanišku akronimu CIMMYT (tariama SIM-it), teritoriją. Tai ūkis, prisidengiantis maža Jungtinių Tautų organizacija. Daugybė vėliavų pagerbia šalis, kurios finansuoja organizacijos darbą: kuriant geresnius pasėlius besivystančių šalių neturtingiems ūkininkams.
Dar toliau – baltų ženklų eilutė, kurių kiekvienas stovi priešais nedidelį kvadratinį sklypą, kuriame vėjyje siūbuoja plaukuotos kviečių galvos. Tai žemės ūkio šlovės alėja; ant tų ženklų yra kviečių veislių, atsiradusių iš CIMMYT veislynų prieš keturis dešimtmečius, pavadinimai: Sonora, Yaqui, Kauz, Sujata, Sonalika ir kt. Šios veislės, atsparios ligoms ir duodančios precedento neturintį derlių, užkariavo Aziją, išstumdamos tradicines kviečių veisles ir senesnius ūkininkavimo būdus. Žaliosios revoliucijos žvaigždės, naujos veislės išleido fenomenalų grūdų gamybos augimą, kuris leido Kinijai ir Indijai pasimaitinti. Iš tiesų, naujų grūdų poveikis buvo toks didelis, kad 1970 m. jie pelnė Nobelio taikos premiją Normanui Borlaugui, pirminiam CIMMYT kviečių programos direktoriui.
Bet palauk. Ar tai neturėtų būti Tarptautinis kukurūzų ir kviečių tobulinimo centras? Kukurūzai, kaip dauguma pasaulio vadina kukurūzus, yra antras pagal populiarumą pasėlis po ryžių; tai nepaprastai efektyvi gamykla, paverčianti saulės šviesą, dirvožemį ir vandenį žmonėms ir gyvūnams skirtu maistu. Prognozuojama, kad per ateinančius kelerius metus kukurūzai aplenks ryžius ir užims aukščiausią vietą. Taigi kur kukurūzai? Kodėl jos trūksta Šlovės alėjoje?
Kiekvienas, važiavęs per Vidurio Vakarus, gali patvirtinti, kad tikrai yra geresnių kukurūzų veislių. Tačiau Ajovos kaimo vietovėje augantys tvirti, derlingi augalai nepasiekiami daugumai pasaulio neturtingų ir natūralūs ūkininkų – tiems žmonėms, kuriems CIMMYT buvo įkurta padėti. Problema ta, kad jei ūkininkai nori sodinti tas aukščiausios klasės veisles – paprastai didelio oktaninio skaičiaus hibridus, kuriuos sėklų įmonės sukuria kryžmindamos dvi aiškiai skirtingas inbredines linijas – jie kasmet turi pirkti naują sėklą. Neturtingi ūkininkai to tiesiog negali sau leisti.
Kasmetinis šviežios sėklos poreikis iš dalies yra kukurūzų biologinės prievartos laisvai ir be atrankos poruotis pasekmė. Kviečiai, kaip ir ryžiai, praktikuoja saugų savarankišką seksą. Kiekviena gėlė apdulkina pati, išaugindama dukterinius augalus, kurie yra beveik tikslios jų tėvų kopijos – bent jau taip yra grynaveislių kviečių veislių, tokių kaip CIMMYT išleistos, atveju. Dėl to ūkininkai dalį kiekvienų metų derliaus gali panaudoti sėklai, o veislės gali būti lengvai perduodamos iš lauko į lauką, vienas ūkininkas kitam.
Kita vertus, kukurūzai yra patys išrankiausi augalai. Jo kutai – vyriškos lyties organai – vėjui paskirsto milijonus žiedadulkių grūdelių, atsitiktinai apvaisindami netoliese esančias kukurūzų varpas, moterų lytinius organus. Todėl augalų palikuonys gali labai skirtis, priklausomai nuo to, kurios žiedadulkės nuklydo į kaimynystę. Taigi, nesvarbu, kaip kruopščiai CIMMYT selekcininkai kuria patobulintas kukurūzų veisles, tų linijų genetinė tapatybė greitai sugenda, kai jos patenka į ūkininkų laukų genetinį katilą. Naujos savybės – didesnis derlius, gebėjimas atlaikyti sausras, atsparumas ligoms – linkę išsisklaidyti ir net išnykti.
Kintamumo problema yra dar didesnė, nes hibridinių veislių sėklų įmonės teikia pirmenybę. Kukurūzų ir net savidulkių augalų hibridų palikuonys nėra panašūs į originalą.
Jei tik kukurūzai galėtų daugintis visiškai praleidę apdulkinimą ir klonuodami save. Idėja nėra tokia toli, kaip būtų galima pamanyti. Kai kurie augalai tai daro natūraliai, kurdami sėklas be lyties proceso, vadinamo apomiksu. Kiaulpienės dauginasi per apomiksę; taip pat apie 400 kitų augalų rūšių, įskaitant bent vieną laukinį kukurūzų giminaitį. Taigi kodėl gi ne kukurūzai? Jei kas nors galėtų perjungti jungiklį ir padaryti kukurūzų apomikiją, CIMMYT pagaliau galėtų pagaminti labai produktyvias atsparias atmainas, kuriomis neturtingi ūkininkai galėtų dalytis su kaimynais ir metai iš metų atsodinti iš savo derliaus.
Richardas Jeffersonas, Molekulinės biologijos taikymo tarptautiniam žemės ūkiui centro Kanberoje, Australijoje, įkūrėjas, teigia, kad apomiksės pasekmės neapsiriboja kukurūzais. Savarankiškai klonuojančių augalų potencialas, anot jo, yra toks gilus ir griaunantis, kad augalų selekcininkai, kurie paprastai yra atsargūs ir neįvertinti, niekada neprisipažins apie tai svajojantys, nebent pirmiausia juos nugirdytumėte.
Be to, kad net ir skurdžiausias ūkininkas galėtų pasiekti hibridines ir kitas pranašesnes kukurūzų veisles, apomiksis leistų plačiai naudoti didelio derlingumo hibridinius ryžius – augalus, kurių sėklos šiuo metu yra brangios ir sunkiai išauginamos dideliais kiekiais. O apomiksis galėtų padėti pašalinti ligas nuo maniokos, Afrikos pagrindinio augalo, auginamo atsodinant gumbų gabalus iš motininių augalų, kai kurie iš jų yra ligų nešiotojai.
Po daugiau nei dešimtmetį trukusio darbo CIMMYT ir keleto kitų laboratorijų visame pasaulyje mokslininkai pagaliau imasi apomiksės. Naudodami naują genominę informaciją ir įrankius, jie koreguoja genus, kurie kontroliuoja augalų dauginimąsi, tikėdamiesi pakartoti savaiminio klonavimo procesą kukurūzuose ir kitose svarbiose kultūrose. Jei jiems pasiseks – ir jie atrodo įsitikinę, kad galiausiai, galbūt per kitą dešimtmetį, – apomiksis atvers duris pasaulio maisto gamybos revoliucijai, sako Wayne'as Hanna, JAV žemės ūkio departamento genetikas iš Tiftono, GA.
Tai gali atrodyti kaip technologijos tikslas, su kuriuo galėtų ginčytis nedaugelis. Tačiau neaišku, ar apomiksė kada nors bus įleista į ūkininkų laukus. Dvi priešingos jėgos gali susidurti su mažai tikėtinais sąjungininkais, stengdamosi jį blokuoti: politinis pasipriešinimas genų inžinerijai ir finansiniai žemės ūkio bendrovių, kurios yra vienos iš pagrindinių apomiksės tyrimų rėmėjų, sumetimai.
Keletas vaikinų daugelį metų buvo pamišę dėl apomiksės, sako jaunas mokslininkas Danielis Grimanelli, kuris jau yra šios srities veteranas. Įsikūręs terasoje už CIMMYT taikomosios biotechnologijos centro, Grimanelli rytą daro pertrauką nuo mokslų. Sprendžiant iš jo tris dienas trukusių ražienų, saulės akinių, cigarečių ir suplyšusio švarko, Grimanelli taip pat galėjo išlipti iš rimto lenkimo. Dėl bendro paskyrimo į CIMMYT ir Institut de Recherche pour le Dveloppement Monpeljė (Prancūzija) prancūzas prieš dešimtmetį buvo persodintas į Meksiką, tačiau angliškai kalba iškalbingai ir tvirtai.
Aštuntajame dešimtmetyje ir devintojo dešimtmečio pradžioje, tęsia Grimanelli, iš esmės buvo keturi vaikinai: Yvesas Savidanas Prancūzijoje, Wayne'as Hanna Gruzijoje, Viktoras Sokolovas Rusijoje ir Gianas Nogleris Šveicarijoje. Apomiksė tais laikais buvo botaninis įdomumas, nieko daugiau. Hanna prisimena, kad Teksaso šiltnamyje su juo susidūrė kai kurių keistai atrodančių sorgo augalų pavidalu; Tolimame Sibiro mieste Novosibirske Sokolovas paskyrė savo darbą gama žolei, kukurūzų giminaitei; o Savidanui, tuo metu dirbusiam Dramblio Kaulo Krante, buvo įteikta laukinių Vakarų Afrikos žolių rinktinė.
Visi šie augalai užsiima keista reprodukcijos forma. Jų kiaušidės pačios gamina naujus embrionus kaip motininio augalo klonus. Tačiau kai kurie iš šių augalų taip pat užsiima seksu. Taigi vyresnieji apomiksės valstybės veikėjai tyrinėjo modelius, kuriais šis konkretus genetinis bruožas yra paveldimas, kai apomiktiniai augalai poruojasi su savo nenapomiktiniais giminaičiais. Galiausiai nustatėme, kad šis bruožas elgėsi kaip vienas dominuojantis genas, sako Savidanas, dabar vadovaujantis tarptautinei Agropolis, viešai finansuojamo mokslinių tyrimų konsorciumo Monpeljė partnerystei. Tai buvo stulbinanti išvada, o Grimanelli sako, kad tai paskatino įžūlią idėją: jei tai taip paprasta, kodėl gi to nepasodinus į pasėlius? Kodėl nesukryžminus kukurūzų su apomikišku giminaičiu? Lengva!
Lengva, niūriai kartoja Grimanelli kolega Olivier Leblanc.
Grimanelli ir Leblanc yra ryšys tarp ankstyvosios kartos tokių apomiksės tyrinėtojų kaip Savidan, kurie naudojo tradicinę augalų selekciją, ir naujos tyrėjų bangos, kuri naudoja molekulinius žymenis, genominius duomenis ir genų inžineriją. Savidanas savo apomiksės tyrimus perkėlė į
CIMMYT devintojo dešimtmečio pabaigoje, o po kelerių metų prie jo prisijungė Leblancas ir Grimanelli. Tai atrodė tobula vieta. Viena vertus, CIMMYT kontroliuojamas klimatas, pilnas sėklų pavyzdžių, saugojo gama žolės sėklų lobyną – krūmą primenantį augalą, kuris yra artimiausias apomiktinis kukurūzų giminaitis. Dar svarbiau, kad CIMMYT misija gerinti besivystančių šalių ūkininkų pasėlius puikiai derėjo su galima apomikso nauda.
Tačiau dešimtmetis tradicinė augalų selekcija davė tik nusivylimą. Tyrėjai bandė sukryžminti gama žolę ir kukurūzus. Jie pagamino 300 000 hibridinių augalų, kūrinių su keistais abiejų augalų savybių deriniais. Jie bandė sukryžminti tuos hibridinius augalus su įprastais kukurūzais, tikėdamiesi, kad kiekviena karta priartins juos prie apomiktinės kukurūzų versijos. Neišvengiamai kažkur ilgame kelyje link kukurūzų apomiksis išnyko.
Beprotiški kukurūzai: CIMMYT sukryžmino kukurūzus su gama žole, todėl susidaro daugybė keistai atrodančių augalų. Gama žolė yra centre ( taip pat žiūrėkite viršutinį paveikslėlį ).
Tačiau senajam požiūriui mirštant, gimė naujas. 1999 m. CIMMYT pasirašė sutartį su prancūzų sėklų įmone Limagrain; Šveicarijos farmacijos milžinės Novartis padalinys, kuris nuo tada tapo Syngenta; ir didžiausia pasaulyje sėklų įmonė Pioneer Hi-Bred. Susitarimas suteikė centrui finansavimą ir prieigą prie privačių kukurūzų genomo duomenų bazių. Nauji įrankiai tapo tokie galingi, sako Grimanelli. Galite klonuoti genus, modifikuoti genus, išreikšti genus. Jis ir Leblanc pradėjo ieškoti apomiksės genų, sijodami per DNR dalis, kurios buvo apomiktinėje gama žolės formoje, bet ne seksualinėje versijoje. Jie atsekė tuos genus iki didelio DNR bloko, maždaug trečdalio chromosomos, kuris visada yra apomiktinėje gama žolės formoje. Norėdami rasti specifinius genus šiame didžiuliame DNR lauke, mokslininkai į tą DNR bloką meta transpozonus – mažas DNR dalis, kurios atsitiktinai įsiterpia į chromosomas. Jie tikisi, kad transpozonai įsiterps į genus, kurie yra svarbūs apomiksei, sutrikdydami procesą. Kai tai atsitiks, mokslininkai turėtų sugebėti rasti transpozoną ir kartu su juo svarbiausią geną, kurį jie galėtų įterpti į kukurūzus. Tačiau CIMMYT tyrėjai nėra vieni, ieškodami apomiksės genetinių raktų. Prie medžioklės prisijungė būrys kitų tyrėjų, kai kuriuos iš jų remia maži biotechnologijų startuoliai. Konkurencingi projektai išdygo Vokietijoje, Šveicarijoje, Australijoje, Jungtinėje Karalystėje, Prancūzijoje, Meksikoje, Kalifornijoje, Teksase ir Jutoje. Dauguma naujokų nesitiki perkelti apomiksės genų iš vienos rūšies į kitą – pavyzdžiui, iš gama žolės į kukurūzus. Vietoj to, jie sugalvoja pačių augalų genų laiką, kad priverstų juos daugintis be apvaisinimo. Tyrėjai tiria šios sintetinės apomiksės detales eksperimentuodami su savo mėgstama laboratorine žiurke, mažu garstyčių augalu, vadinamu. Arabidopsis thaliana . CIMMYT mokslininkai, kurių pastangos taip pat labai pasikliaus genomikos duomenimis iš geriau žinomų augalų, tokių kaip Arabidopsis , sako šuolis nuo Arabidopsis su kukurūzais greičiausiai bus sunkiau, nei tikisi daugelis tyrinėtojų. Bet vis tiek, sako, taip atsitiks. Grimanelli teigimu, nebus paneigtas neįtikėtinas dinamiškumas, kai tiek daug šiuo klausimu dirba.
Tačiau šiais laikais šuolis iš laboratorijos į lauką atrodo taip pat bauginantis. Apomiktinis kukurūzų augalas bus genetiškai modifikuotas organizmas, o didžiojoje pasaulio dalyje tokie organizmai nėra laukiami. Europos Sąjungos institucijos nepatvirtino jokių naujų genetiškai modifikuotų pasėlių sodinimo ar importo nuo 1998 m. Nepaisant plačiai paplitusio bado, Zambija neseniai atsisakė JAV pagalbos maistu, nes siuntose buvo genetiškai modifikuotų kukurūzų. Ir pastaruosius ketverius metus Meksika neleido CIMMYT išbandyti genetiškai modifikuotų kukurūzų ne šiltnamyje. Iš tiesų, jei genų inžinerijos priešininkai turės savo kelią, jokie genetiškai modifikuoti kukurūzai niekada neaugs Meksikos dirvožemyje.
Meksika yra kukurūzų protėvių tėvynė, vieta, kur senovės tautos pirmą kartą prijaukino šį derlių. Tai taip pat išskirtinė kukurūzų genetinės įvairovės saugykla pasaulyje: Meksikos ūkininkai išlaiko stulbinamą kukurūzų veislių skaičių. Prisitaikę prie daugybės klimato sąlygų, Meksikos kukurūzų branduoliai yra juodi, balti ir bet kokios spalvos tarp jų.
Taigi, kai prieš pusantrų metų mokslininkai pranešė aptikę genetiškai modifikuotų kukurūzų pėdsakus atokiuose pietų Meksikos kukurūzų laukuose, tai ypač kėlė nerimą tiems, kurie nerimavo dėl šio unikalaus ištekliaus genetinės įvairovės. Iš tiesų, nors kiti mokslininkai karštai ginčijosi tyrimo išvadomis, kai kurie aplinkosaugininkai mano, kad jis atskleidė epochinio masto nelaimę. Mezoamerikos žemės ūkio biologinės įvairovės centras yra užterštas GM [genetiškai modifikuotais] kukurūzais, paskelbė ETC Group, aktyvistų organizacija, įsikūrusi Vinipege, Kanadoje. Greenpeace paskelbė, kad dėl šio neatsakingo užteršimo kyla pavojus visai genetinei kukurūzų populiacijų struktūrai.
Įvaizdis, kaip inžineriniai augalai nuodija biologinį šulinį, yra galingas, bet klaidinantis, sako Mauricio Bellon, CIMMYT žmogaus ekologas, tyrinėjęs, kaip Meksikos ūkininkai prižiūri savo tradicines veisles arba landrases: Žmonės mano, kad landračiai yra kaip trapios vazos muziejuje. bet taip nėra. Landrases nėra grynos ir nėra statiškos, sako Bellonas. Jis atrado, kad Meksikos ūkininkai nuolat atveža naujų sėklų iš kaimynų ir net iš tolimų kaimų, kad papildytų ir, tikisi, pagyvintų savo laukus. Tai šiek tiek panašu į kortų maišymą iš naujos kaladės, siekiant padidinti laimėjimo šansą. Geros kortos – geriausios genetinės savybės – suteikia galimybę likti žaidime. Ūkininkai stengiasi juos atsodinti kitais metais, o blogąsias kortas išmeta.
Bellon sako, kad nėra jokios aiškios priežasties, kodėl genetiškai modifikuoti augalai turėtų išstumti ar sunaikinti Meksikos genetinę įvairovę. Nauji genai taptų mišinio dalimi ir išliktų tik tuo atveju, jei ūkininkams patiktų rezultatai. Tačiau jis skuba pridurti, kad genetiškai modifikuoti kukurūzai Meksikoje gali kelti kitų pavojų, kuriuos reikia atidžiai apsvarstyti.
Iš tiesų, beveik kiekvienas, tyrinėjęs priešpriešą genetiškai modifikuotiems augalams Meksikoje ir kitur, atrado daugybę motyvų. Susirūpinimas dėl gamtos vientisumo ir maisto saugos yra susimaišęs su priešiškumu korporacijoms, kurios šią technologiją įvedė į rinką. Meksika įvedė moratoriumą visų genetiškai modifikuotų kukurūzų sodinimui, pavyzdžiui, ne tada, kai CIMMYT atliko pirmuosius lauko bandymus, bet kai Sent Luise įsikūrusi „Monsanto“ ir kitos bendrovės pradėjo lobisti, kad gautų leidimo parduoti savo genetiškai modifikuotus augalus Meksikos ūkininkams.
Tiesą sakant, CIMMYT taip pat susiduria su antipatija biotechnologijai. CIMMYT traškių augalų selekcininkai kartais atmeta savo organizacijos biotechnologijų programą kaip neaiškią problemą – brangią mada, kuri iššvaistė milijonus dolerių, iki šiol ūkininkams nepristačius nė vieno naudingo produkto. Daugelis piktinasi sandoriais, kuriuos lydi konfidencialumo sąlygos ir susitarimai dėl intelektinės nuosavybės apsaugos. CIMMYT biotechnologai sutiko su įmonėmis. Šie kritikai teigia, kad centras turėtų būti atskaitingas tik neturtingiausiems pasaulio ūkininkams, o ne tarptautinėms biotechnologijų imperijoms. Šiuo metu, kai humanitarinė CIMMYT misija susiduria su privačios įmonės tikslais, pasaka apie apomiksį įgauna paskutinį ironišką posūkį. Kai kurių stebėtojų teigimu, apomikso draugai taip pat yra didžiausi jos priešai.
Priežastis paprasta: sėklų įmonės turi finansinę paskatą, kad savarankiškai klonuojantys kukurūzai nepatektų į ūkininkų rankas, nes apomiksis pažeidžia natūralią apsaugą nuo kopijavimo. Sėklų įmonės parduoda daugiausia hibridus ne tik todėl, kad jie duoda daugiau derliaus, bet ir todėl, kad skirtumai tarp hibridinių kukurūzų ir jų palikuonių yra ryškesni nei inbredinėse linijose. Dėl šių skirtumų ūkininkai kasmet grįžta pas prekiautoją, kad gautų šviežių sėklų. Kita vertus, apomiktiniai hibridai galėtų tiksliai daugintis – tai būtų blogai verslui.
Todėl nenuostabu, kad daugelis stebėtojų mano, kad įmonės, remiančios CIMMYT tyrimus, nori naudoti apomiksį daugiausia kaip įrankį, skirtą pagreitinti sudėtingą hibridų veisimo ir sėklų gamybos procesą. Prieš parduodant sėklas ūkininkams, įmonės galėjo išjungti savarankiško klonavimo galimybę. Sėklų versle manoma, kad apomixis būtų naudingesnis, jei galėtumėte jį išjungti, sako Anthony Cavalieri, „Pioneer Hi-Bred“ savybių ir technologijų plėtros viceprezidentas. Galiausiai CIMMYT korporatyviniai rėmėjai gali laikyti aukščiausio lygio apomiktinius hibridus iš CIMMYT kaip konkurenciją. Jei pelno siekiantis sektorius kontroliuoja apomiksį kaip įrankį, jis nenorės, kad viešasis sektorius jį naudotų savaime besidauginančių hibridų gamybai, sako Gary Toenniessenas, vadovaujantis Rokfelerio fondo programoms pasaulio žemės ūkyje. Ir bet kuri įmonė, turinti patentus esminei apomixis technologijos daliai, galėtų blokuoti jos naudojimą, bent jau tol, kol baigsis patento galiojimas.
1998 m. Jeffersonas iš Australijos Molekulinės biologijos taikymo tarptautiniam žemės ūkiui centro padėjo įtikinti daugiau nei 20 pirmaujančių apomiksės tyrinėtojų iš viso pasaulio pareikšti savo nepritarimą korporacinei tyrimų kontrolei. Vadinamojoje apomiksės deklaracijoje teigiama: „Esame labai susirūpinę, kad dabartinė augalų biotechnologijų nuosavybės konsolidavimo tendencija keliose rankose gali labai apriboti prieigą prie prieinamos apomiksės technologijos. Deja, sako Jeffersonas, mokslininkai yra neapsakomai tingūs. Daugelis apomikso tyrinėtojų nuo tada prisijungė prie privačių įmonių.
CIMMYT mokslininkai tvirtina, kad problemų nėra. Jie teigia, kad jų korporatyviniai rėmėjai sutiko leisti centrui platinti apomikinius kukurūzus besivystančių šalių neturtingiems ūkininkams. Tai visiškai aišku, sako Olivier Leblanc. CIMMYT klientams yra visiška laisvė. Tačiau net Yvesas Savidanas, CIMMYT apomiksinio bendradarbiavimo su pramone architektas, išaugo skeptiškai. Jei tu nevaldai visko, tu nieko nevaldai, sako jis.
Dar prieš tai, kai pirmosios apomiktinės savaime klonuojančios kukurūzų sėklos bus paruoštos sėti, kyla tikimybė, kad politinės diskusijos ir įmonių interesai apnuodys žemę. Ir tai pakenktų ne tik neturtingų ūkininkų ateičiai, bet ir žemės ūkio biotechnologijos reputacijai – šiai sričiai, kurią jau dabar slegia kaltinimai, kad jos mokslas nepakankamai nuveikė žmonių labui.
Biotechnologinių augalų, kurie maitina skurdžius ir gerina besivystančių šalių ūkininkų gyvenimą, auginimas įtikinamai paneigtų tokius kaltinimus. Davidas Hoisingtonas, CIMMYT biotechnologijų programos direktorius, mano, kad tokie pasėliai yra pakeliui. Pirmieji CIMMYT genetiškai modifikuoti kukurūzai, nenapomiktinė veislė, atbaidanti stiebo kirmėlę, yra paruošti lauko bandymams. Po maždaug dešimtmečio apomiktinių kukurūzų sklypai gali reikšti naują įrašą CIMMYT šlovės alėjoje. Technologija yra toks galingas problemų sprendimo įrankis, sako Hoisingtonas, kad su ja reikia susitaikyti.