1 Czy i jak możliwe jest prowadzenie badań nad GMO w sposób bezpieczny dla środowiska i zdrowia? Prof. dr hab. inż. Magdalena Jaworska Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego Akademia Rolnicza w Krakowie

2 Rośliny transgeniczne, interakcje z owadami i środowiskiem Rośliny transgeniczne...

3 Stresy biotyczne powodują znaczące straty w produkcji wszystkich roślin uprawnych, zwłaszcza w krajach rozwijających się. Zapobieganie tym stratom, dzięki upowszechnianiu odmian odpornych, konwencjonalnych lub transgenicznych, byłoby tam łatwiejsze i tańsze niż wdrażanie klasycznych zabiegów rolniczych, takich jak stosowanie preparatów chemicznych. Rośliny transgeniczne...

4 Niezwłocznie należałoby w tym celu wykorzystać odmiany odporne, już zarejestrowane w innych krajach, kontynuując jednocześnie badania ukierunkowane na wyhodowanie lokalnych odmian odpornych na szkodniki i choroby wirusowe. W przyszłości, jeśli to okaże się możliwe, badania te powinny objąć także odporność na patogeny grzybowe, bakteryjne oraz na nicienie. Rośliny transgeniczne...

5 Warunkiem wstępnym realizacji wszelkich takich programów jest przyjęcie odpowiednich regulacji prawnych oraz ich akceptacja przez lokalną społeczność. Rośliny transgeniczne...

6 Rośliny transgeniczne to takie rośliny, do których wprowadzono obce geny pochodzące z innych organizmów i geny te ulegają ekspresji, tj. kierują właściwymi dla siebie procesami. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne... Owadobójcze rośliny transgeniczne

7 Jedną z najbardziej fascynujących perspektyw jest wykorzystanie owadobójczej bakterii B. thuringiensis, a także wirusów i innych mikroorganizmów dla celów biologicznego zwalczania szkodliwych owadów poprzez transgeniczne rośliny. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

8 Wprowadzenie genów stało się możliwe dzięki opracowanym technikom inżynierii genetycznej, które pozwalają na izolowanie genów z bakterii w tym przypadku z B. thuringiensis i wprowadzenie ich metodą przez wektory lub protoplasty do tkanek roślin uprawnych. Geny tej bakterii mimo iż znajdują się w komórkach roślin uprawnych mają zdolność ekspresji, tj. wytwarzania białek toksycznych dla owadów. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

9 Po intensywnych badaniach i doświadczeniach laboratoryjnych i polowych uzyskano transgeniczne odmiany tytoniu, pomidora, bawełny i ziemniaka w których tkankach znajdują się gen Cry IA(b) pochodzący z B. thuringiensis var. kurstaki albo gen Cry IIIA pochodzący z B. t. var. tenebrionis. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

10 Wykazkilkuroślintransgenicznych z genami pochodzącymi z kilku szczepów B. thuringiensis wraz ze wskazaniem gatunków szkodników przed którymi są zabezpieczone Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne... Wprowadzony genRoślinaZwalczane szkodniki Cry IA(b) Cry IA(a) TytońManduca sexta Heliothis virescens Cry IA(c)PomidorKeiferia lycopersicella Heliothis zea Cry IA(b)BawełnaTrichoplusia ni Spodoptera exigua Cry IA(b)ZiemniakPhtorimaea operculella Cry IIIAZiemniakLeptinotarsa decemlineata

11 Gen Cry IA syntetyzuje białko toksyczne dla motyli (Lepidoptera), a gen Cry IIIA syntetyzuje białko toksyczne dla chrząszczy (Coleoptera). Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

12 W przypadku transgenicznych roślin tytoniu, pomidora i bawełny gen Cry IA produkuje toksyczne białko w zielonych tkankach, pąkach, owocach i nasionach co zapewnia ich całkowitą odporność przeciwko gąsienicom wielu gatunków motyli. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

13 Zaś w przypadku transgenicznych roślin ziemniaków gen Cry IIIA produkuje białko toksyczne dla larw i imagines stonki ziemniaczanej Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

14 Jak wiadomo endotoksyna B. thuringiensis nie jest toksyczna dla ssaków i z tego powodu biopreparaty są zwolnione z tolerancji i karencji. Tak więc obecność genu Cry IIIA w bulwach ziemniaka lub genu Cry IA w owocach pomidora nie stwarza żadnego zagrożenia dla zdrowia konsumentów. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

15 Jednak bierze się pod uwagę niebezpieczeństwo szybkiego rozwoju odporności owadów, gdyż populacje owadów będą poddane stałej presji selekcyjnej na toksynę podczas żerowania na roślinach transgenicznych i szybko mogą się uodpornić. Owadobójcze rośliny transgeniczne Rośliny transgeniczne...

16 Interesującym obszarem badań biotechnologicznych jest hodowla roślin uprawnych odpornych na herbicydy. Wprowadzenie do genomu roślin cech odporności otwiera szerokie możliwości tworzenia nowych odmian i zmniejszania szkód w następstwie niewłaściwego zastosowania herbicydów. Transgeniczne rośliny uprawne odporne na herbicydy Rośliny transgeniczne...

17 Proces powstawania chwastów odpornych na herbicydy jest znany w przyrodzie i chodzi o to aby te cechy przenieść do roślin uprawnych. Wprowadzenie do rolnictwa roślin odpornych na herbicydy pozwala: zmniejszyć koszt syntezy dużej liczby związków chemicznych, zwiększa margines bezpieczeństwa stosowania herbicydów poszerza zakres ich rotacji. Transgeniczne rośliny uprawne odporne na herbicydy Rośliny transgeniczne...

18 W latach 80-tych rozpoczęto badania nad selekcją in vitro roślin tytoniu odpornych na pikloram, tytoniu i pomidora na parakwat, tytoniu na chlorosulfuran i sulfometuronmetyl. Rozwój technik hodowli tkankowych przyspieszył wytwarzanie odmian odpornych. Transgeniczne rośliny uprawne odporne na herbicydy Rośliny transgeniczne...

19 Stwierdzono na przykład że u buraka za odporność na glyfosat odpowiedzialny jest gen produkujący syntezę fosforanu kwasu szikimowego. Gen odporności na glyfosat został opatentowany w 1985 roku pod nazwą Glyphotol i wprowadzono go na skalę handlową do komórek pomidora, soi, bawełny, tytoniu i topoli, a na ukończeniu są prace nad rzepakiem. Transgeniczne rośliny uprawne odporne na herbicydy Rośliny transgeniczne...

20 Spośród 23 gatunków roślin transgenicznych dopuszczonych do produkcji w końcu roku 1996, 13 było wytworzone przez Monsanto lub ich partnerów. Dotąd Monsanto wprowadziło do obrotu handlowego rośliny odporne na szkodniki, takie jak: ziemniak Newleaf, bawełnę Bollgard i kukurydzę Yield Gard oraz odporne na Roundup soję, rzepak jary i bawełnę. Świadomość ekologiczna

21 Europejski Komitet Ekonomiczno-Społeczny wydał 16 XII 2004 r. opinię dotyczącą koegzystencji upraw modyfikowanych genetycznie z uprawami tradycyjnymi i ekologicznymi uważając za konieczne spisanie przepisów trwałych i pewnych prawnie, mogących mieć zastosowanie w praktyce w całym sektorze żywności, rolnictwie, rybołówstwie i leśnictwie. Na szczeblu europejskim nie uregulowano jeszcze wymagań co do etykiet dla materiału siewnego i reprodukcyjnego i praktycznych zasad postępowania. Świadomość ekologiczna

22 Jest możliwe całkowite powstrzymanie się od pasywnego i aktywnego używania GMO. Obecny stan wiedzy dotyczy krzyżowania, przetrwania i rozmnażania GMO nie pozwala na wiarygodne przewidywania dotyczące możliwości koegzystencji. Wspólne Centrum Badań Unii Europejskiej prowadzi działania w kierunku standaryzacji zbioru próbek GMO do monitoringu. Świadomość ekologiczna

23 Obecnie, szczególnie co do testów ilościowych i testów na obecność konkretnego GMO są trudności. Proste testy jakościowe obecnie kosztują 100-150 euro, testy ilościowe 250-400 euro, gdy w badaniach poszukuje się pewnej określonej sekwencji genów, wraz z liczbą możliwych GMO wzrasta zakres. Świadomość ekologiczna

24 Badania Brytyjskie wskazują na zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony upraw rzepaku GMO Świadomość ekologiczna Na podstawie badań przeprowadzonych na 65 poletkach, na których uprawiono rzepak transgeniczny i tradycyjny stwierdzono m.in.: Mniej chwastów szerokolistnych i ich nasion na polach gdzie uprawiany był rzepak odporny na herbicydy.

25 Badania Brytyjskie wskazują na zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony upraw rzepaku GMO Świadomość ekologiczna Ilość chwastów szerokolistnych i liczba ich nasion w uprawie transgenicznej była trzykrotnie mniejsza niż w uprawie konwencjonalnej. Kwiaty chwastów szerokolistnych są dla owadów ważnym źródłem pokarmu, a ich nasiona dla innej dzikiej fauny.

26 Badania Brytyjskie wskazują na zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony upraw rzepaku GMO Świadomość ekologiczna Mniej pszczół i motyli na uprawach transgenicznych w porównaniu do konwencjonalnych. W okresie kwitnienia liczba pszczół na uprawach transgenicznych była o połowę mniejsza, a liczba motyli zmniejszyła się o 1/3.

27 Świadomość ekologiczna Stwierdzono również więcej chwastów jednoliściennych oraz wzrost liczby owadów glebowych w uprawach transgenicznych. Jak podkreślają autorzy raportu nie rekompensuje to jednak utraty chwastów szerokolistnych. Badania Brytyjskie wskazują na zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony upraw rzepaku GMO

28 Świadomość ekologiczna Według biologa dr Ricka Relyea z Uniwersytetu w Pitsburgu Roundap, który jest powszechnie stosowany w uprawach GMO typu RR (Roundap Ready), jest bardzo toksyczny dla płazów. Roundap stosowany w dawkach zalecanych w rolnictwie powoduje zmniejszenie bioróżnorodności płazów oraz zmniejszenie ogólnej masy ciała kijanek. Badania Amerykańskie również wskazują na zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony upraw GMO

29 Świadomość ekologiczna Według Dr Abdul Qayum i Kiran Sakkhari średni plon bawełny transgenicznej (Bt) był mniejszy niż w przypadku tradycyjnych odmian (trzy letnie badania). Według tych badań opłacalność uprawy bawełny modyfikowanej genetycznie (Bt) była istotnie mniejsza niż bawełny niezmodyfikowanej. Ponadto uprawa bawełny zawierającej gen B. thuringiensis pozostawia stanowisko nienadające się do uprawy innych roślin. Badania zmodyfikowanej genetycznie bawełny w Indiach

30 Świadomość ekologiczna Ekologiczny monitoring upraw roślin genetycznie zmodyfokowanych Według opracowania naukowców z Austrii (raport z 2001 r.) koszt ekologicznego monitoringu upraw roślin transgenicznych na hipotetycznym obiekcie badawczym wynosi ok. 280 tys. Euro. Tab. Szacunkowe koszty monitoringu ekologicznego w miejscu uprawy rzepaku transgenicznego (PGS)* Obszar działania Osoby miesiąc/rok Koszty w euro Koordynacja Ekologia roślin OrnitologiaEntomologia Mikrobiologia gleby Pomoc naukowa Średnie roczne koszty 6241101230 21 800 87 200 3 634 36 337 43 605 87 200 279 797 *źródło: Ecological monitoring of genetically modified organisms. Traxler et all. (Wien, 2001)

31 Świadomość ekologiczna Wiele krajów europejskich wyraziło swoje zaniepokojenie i sprzeciw wobec możliwości uprawy transgenicznego rzepaku ozimego Wielka Brytania: UK Competent Authority uważa, że na podstawie dostępnych informacji nie powinno się dopuścić do jego uprawy Austria: Nie dostarczono wszystkich badań dotyczących możliwych oddziaływań na zdrowie człowieka Belgia: kontrola przypadkowych krzyżowań będzie niepraktyczna oraz trudna do wykonania i kontroli Francja: Agencja Bezpieczeństwa Żywności uważa, ze bezpieczeństwo genetycznie zmodyfikowanego rzepaku nie może być zagwarantowane z punktu widzenia zdrowia człowieka

32 Świadomość ekologiczna Wiele krajów europejskich wyraziło swoje zaniepokojenie i sprzeciw wobec możliwości uprawy transgenicznego rzepaku ozimego Słowenia: Zapobiegnięcie przekrzyżowaniu się z dziko rosnącymi roślinami będzie niemożliwe Włochy: Italian National Competent Authority uważa, że nie powinno się zezwolić na uprawę tego rzepaku Szwecja wyraża sprzeciw uprawie tego rzepaku

33 Świadomość ekologiczna Realia polskie według danych Ministerstwa Ochrony Środowiska: a)Aktualnie tworzony jest w Ministerstwie Środowiska we współpracy z Ministerstwem Rolnictwa System Bezpieczeństwa Biologicznego (inf. Z Departamentu ochrony Przyrody) b)Projekt ustawy z dn. 31.12.2004 o organizmach genetycznie zmodyfikowanych jest nadal dyskutowany c)Badania nad GMO były prowadzone w Polsce przez IOR w 1995 r. na poletkach doświadczalnych koło Jeleniej Góry

34 Świadomość ekologiczna Realia polskie według danych Ministerstwa Ochrony Środowiska: d)Ministerstwo nie potwierdza doniesień rolników o komercyjnych dzikich uprawach GMO w północnej Polsce e)Polskie laboratoria ogólnie nie są przygotowane na badania GMO. IHAR w Radzionkowie (wg Informacji prof. Andrzeja Anioła) prowadzi jakościowe badania nad zmodyfikowaną soją i kukurydzą natomiast do ilościowych badań nie jest przygotowany. Rzepak transgeniczny odsyłany jest do badań laboratoryjnych do Szwecji

35 Świadomość ekologiczna Realia polskie : f)Aparatura kosztuje : 200 - 250.000 PLN (real time PCR), koszt jednej analizy wynosi (przy zastosowaniu certyfikowanych kitów -koszt odczynników): 10-12 PLN od próbki przy 6 powtórzeniach. Z jednego materiału próbkę pobrać trzeba przynajmniej 3 razy. Laboratoria za badanie biorą 200-500 PLN (koszty energii, amortyzacja systemu real time PCR, wirówek, spektrofotometru, pipet oraz robocizna).

36 Świadomość ekologiczna Dr Ann Clarc z Uniwersytetu w Kanadzie twierdzi, ze nie ma dowodów na znaczące korzyści dla farmerów i konsumentów co do upraw i żywności zmodyfikowanej. Są natomiast dowody, że pyłek transgenicznego rzepaku Canola przemieszcza się na odległość ponad 8 km nie ma sposobu, aby to powstrzymać.

37 Świadomość ekologiczna Dr Renate Brillinger z Uniwersytetu Kalifornijskiego, stwierdziła, że na całym świecie strefy wolne od GMO szybko się powiększają, co odzwierciedla sceptycyzm społeczeństwa. W 22 krajach UE istnieje 100 regionalnych i 3 500 podregionalnych terenów z zakazem uprawy GMO. Według Badań Health Canada z 2004 r. ponad 90% ankietowanych ludzi wykazało zaniepokojenie długoterminowym ryzykiem wynikającym z użycia produktów GMO (wg. Oliver Moore, Gent – news, Kanada, luty 2005)

38 Świadomość ekologiczna Na zakończenie referatu, przytoczę jakże aktualny dziś cytat z Neue Züricher Zeitung (1996, 10, s. 25): rzadko której technologii przypisano tak potężny potencjał jak Technologii Genetycznej – dobrym i złym znaczeniu. I dotychczas mało która nowa technologia wywołała tak namiętne dyskusje, spekulacje i spory nad jej możliwymi skutkami w przyszłości. Metoda precyzyjnej ingerencji w plan budowy życia rozciąga się na wiele dziedzin i rozsadza wszystkie dotychczasowe kategorie. Wstrząsa obrazem świata, rodzi problemy etyczne, stawia pytania o rozmiar ryzyka biologicznego i socjalnego.

39 Świadomość ekologiczna Dla laików technologia genetyczna jest trudną do pojęcia abstrakcją – bezpośrednio niewidoczną. Do tego jeszcze, nauka mówi przyciężkim językiem i nierzadko sama wysyła sprzeczne sygnały. Często też dochodzi do skrajnych oszacowań ryzyka biologicznego, np. Dotyczy to niepożądanego przeskakiwania genów z genetycznie zmodyfikowanych roślin na pokrewne dzikie gatunki.

40 Świadomość ekologiczna Wszystko to wywołuje niepewność i wtrąca obywateli w zwątpienie, czyniąc tym samym debatę publiczną skrajnie trudną. Na tak niepewnym podłożu szczególnie dobrze rozwija się emocjonalne wrzenie. Przedwczesne wyznania uniemożliwiają zróżnicowaną ocenę. Potwory i mutanci blokują drogę do rozsądnej dyskusji o ryzyku o problemach etycznych.

41 Świadomość ekologiczna Szczególnego znaczenia nabierają słowa Jana Pawła II (wystąpienie Ojca Świętego podczas spotkania z rektorami polskich szkół akademickich w Castel Gandolfo 30.08.2001 r.): Wydaje się, że spełnienie postulatu długomyślności tzn. umiejętności przewidywania skutków czynów ludzkich i poczucie odpowiedzialności za sytuację człowieka nie tylko tu i teraz, ale również w dalekim zakątku świata w nieokreślonej przyszłości, może okazać się łatwiejsze, gdy zostanie podjęta ścisła współpraca i wymiana doświadczeń pomiędzy przedstawicielami nauk technicznych i humanistycznych, z teologia włącznie.