Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Пермский  государственный технический университет

Кафедра: Охрана окружающей среды 
 
 
 
 
 
 

Реферат

по дисциплине: «Экология»

Тема: «ГМО: экологические риски» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент АСУ-07зу-I

Иванов.Д.В.

Проверил: профессор

Халтурин В.Г. 
 
 
 
 

Пермь, 2010

 

Содержание

 

Введение

 

В данном реферате представлен анализ материалов, посвященных исследованию возможного негативного влияния генетически модифицированных организмов (ГМО) на экологические системы. Как и для большинства тем, связанных с ГМО и обсуждаемых в настоящее время, в научной литературе наблюдается широкий разброс мнений о возможных последствиях производства и использования ГМО для экологии планеты. В значительном числе источников преобладает оптимистичный взгляд на эту проблему, основанный на уже многолетнем и весьма масштабном применении ГМО в сельском хозяйстве. Действительно, не вызывает сомнения тот факт, что во многих случаях использование ГМ растений вместо их натуральных родственников приводит к существенному экономическому эффекту, а в ряде случаев позволяет снижать экологическую нагрузку на экосистемы. Сообщения такого рода преобладают в открытых научных публикациях. Однако в целом ряде полученные в результате научных исследований факты вынуждают серьезно относиться к потенциальным проблемам и даже идентифицировать новые риски, которые недооценивались или вообще не поднимались в начальный период «эры ГМО». Оценка этих рисков особенно важна в преддверии появления новых поколений ГМО.

 

Что такое  ГМО?

Генетически модифицированные организмы (ГМО) – это живые организмы, которым путем внедрения чужеродных генов были приданы новые свойства. Технологию, позволяющую создать ГМО – генную инженерию — часто называют современной биотехнологией.

Современные биотехнологии (создание ГМО) в зависимости от назначения подразделяются на четыре типа:

1. Красные биотехнологии – использование ГМО в качестве фабрики для производства лекарственных препаратов.

Обычно  ГМО для получения составляющих лекарственных препаратов. Ученые изменяют генокод, например, микроорганизма и «заставляют» его вырабатывать нужные вещества. Например, человеческий инсулин из трансгенной бактерии. Это происходит в лабораторных условиях, а конечный продукт получается при помощи ГМО, собственно ГМО не являясь.

Однако в последние годы началось выращивание растений-фармафабрик на фермерских полях. В Канзасе (США) в 2008 году выдано первое разрешение на выращивание в открытом грунте трансгенного риса, содержащего гены человека, ответственные за производство определенных белков и ферментов.

Рис является фабрикой составляющих медицинских  препаратов, сообщается, что они  будут добавляться, в том числе, в молочные смеси для грудных  детей, чтобы сократить их смертность от диареи в странах третьего мира.

Союз  обеспокоенных ученых США направил властям петицию с требованием запретить выращивание риса с генами человека в открытом грунте, под которым поставили свои подписи десятки организаций.

2. Зеленые биотехнологии – использование ГМ-растений в сельском хозяйстве и лесоводстве.

Использование сельскохозяйственных ГМ-культур породило массу споров. Они несут множество потенциальных рисков для здоровья и окружающей среды. Их заявленный потенциал в борьбе с бедностью и голодом также ничем не подкреплен. Создание трансгенных деревьев вызывает не менее серьезную критику экологов. В 2006 году ООН признала их мировой экологической угрозой. Большинство независимых специалистов и общественность видят в их создании лишь способ получения прибыли крупными концернами, по всему миру вводятся ограничения и запреты на выращивание этих ГМ-культур. В мире в 30 странах создано более пяти тысяч таких территорий, которые принято называть «зонами, свободными от ГМО».

3. Белые биотехнологии – использование ГМО в различных отраслях промышленности.

В настоящее время внимание биотехнологических концернов сфокусировано на придании растениям с помощью генной инженерии новых свойств, позволяющих упростить процесс производства этанола.

ГМ-растения - фабрики для производства этого  энергоресурса, выращиваются в открытом грунте и могут беспрепятственно смешиваться с обычными растениями, оказываясь затем на столах у потребителя. Кроме того, совершенно не изучено влияние таких растений на окружающую среду.

Существует  также термин «голубые биотехнологии», он, как правило, применяется к модификациям в водных экосистемах. Например, с ее помощью создается трансгенный лосось с гормоном роста, который растет быстрее обычного. Целью его создания является ускорение воспроизводства этой рыбы, увеличение ее продаж в странах третьего мира, то есть расширение рынков сбыта, замещение традиционных, в частности, для рынка Юго-Восточной Азии продуктов унифицированным биотехнологическим.

История вопроса

Риски, связанные с производством биотехнологической продукции, начали обсуждаться в  научной литературе с 1983 г. (3, 4). К середине 80-х г. в развитых странах вырабатывается государственная политика по биотехнологии. Так, например, в США контроль за использованием ГМО находится в юрисдикции трех агентств, американского Агентства по охране окружающей среды, американского Министерства сельского хозяйства, и американского Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Существует так же координационный комитет, осуществляющий согласованную работу всех трех ведомств по данному вопросу. Цели, задачи и законы, регламентирующие деятельность этого комитета, были опубликованы в 1986 г.

Основные опасности, связанные с масштабным применением ГМО:

• влияние ГМО на биологическое разнообразие, например, вытеснение устойчивыми к внешним воздействиям генетически модифицированными растениями других растений, что может привести к значительному изменениям флоры и фауны;
• «утечка» трансгенов из ГМО в окружающую среду.
• возникновение устойчивости, как вредителей к ГМ растениям, несущим пестицидные признаки¹, так и возникновение устойчивости к антибиотикам у патогенных микроорганизмов.
• недостаточно надежные методы исследования биобезопасноти ГМ продуктов и несоблюдение производителями и продавцами ГМО и ГМ продуктов питания требований законодательства в области биобезопасности продуктов питания.

Влияние на биологическое  разнообразие планеты

Потенциальное влияние ГМО на биоразнообразие  связано с их возможным нецелевым (англ. non-target) действием. Все трансгенные  растения обладают тем или иным нецелевым действием¹, жертвами которого могут быть,

__________________________________________________________

1. Andow D.A. & Zwahlen C. Assessing environmental risks of transgenic plants. Ecol. Lett. 2006, 9, 196-214.

 например, насекомые, травоядные животные, почвенные организмы и пр. В некоторых случаях масштабное производство ГМ растений способно поставить под угрозу такие биологические объекты, причем прогнозирование подобных негативных последствий является чрезвычайно затруднительным.

Почти на протяжении четверти века с момента появления первых культивируемых трансгенных растений не было зафиксировано ни одного случая негативного воздействия

ГМО на нецелевые организмы. Однако в 1998 году появилось сообщение о неожиданном  негативном влиянии Cry1Ab, активного инсектицидного продукта ГМ кукурузы, на зеленую златоглазку¹ (Chrysoperla carnea). Сообщение, подтвержденное впоследствии несколькими независимыми группами, вызвало большой резонанс, поскольку до того момента считалось, что токсин Cry1Ab действует только на чешуекрылых, тогда как зеленая златоглазка принадлежит к сетчатокрылым. И хотя споры о механизме токсического действия этого токсина на насекомых продолжались вплоть до недавнего времени², полученные сведения побудили ученых серьезно отнестись к проблеме нецелевого действия ГМО. В 1999-2004 гг появилась целая серия исследований, суммированных в обзоре³, посвященных исследованию нецелевого токсического действия того же токсина на личинки бабочки монарх (Danaus plexippus L.). Было также выяснено, что токсин Cry1Ab из трансгенной кукурузы способен накапливаться в почве и сохраняться в ней в течение 350 дней, представляя угрозу для почвенных организмов⁴. Недавно было показано, что пыльца кукурузы, содержащей токсин Cry1Ab, в случае ее попадания в реки и озера негативно влияет на __________________________________________________________

1. Hilbeck A. et al. Effects of transgenic Bacillus thuringiensis corn-fed prey on mortality and development time of immature Chrysoperla carnea (Neuroptera: Chrysopidae). Environ. Entomol. 1998, 27, 480–487.
2. De Maagd R.A. Biotechnology meets ecology: insectresistant transgenic plants. In: Genomics for Biosafety in Plant Biotechnology (eds Nap, J.-P., Atanassov, A. & Stiekema, W.J.). IOS Press, Amsterdam, 2004, pp. 117–131.
3. Oberhauser K.S. & Rivers E.R.L. Monarch butterfly (Danaus plexippus) larvae and Bt maize pollen: a review of ecological risk assessment for a non-target species. AgBiotechNet 2003, 5, 1–7.
4. Saxena D. et al. Vertical movement in soil of insecticidal Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis. Soil Biol. Biochem. 2002, 34, 111–120.

некоторых насекомых, населяющих эти водоемы¹. В другой свежей публикации отмечается, что подобные инсектицидные токсины из ГМ растений способны негативно воздействовать на членистоногих².

С момента  появления первых публикаций такого рода ученые из разных стран неоднократно высказывали опасения насчет возможного негативного влияния ГМ растений на биологическое разнообразие. В  частности, Krebs³ аргументировал, что любое негативное воздействие на нецелевые организмы сказывается на биоразнообразии, которое уже и так в значительной мере скомпрометировано хозяйственной деятельностью человека. Примерно в это же время Watkinson⁴ предположил, что культивирование растений, устойчивых к гербицидам, способно негативно влиять на популяцию жаворонков на Британских островах. Эти и другие публикации известных исследователей побудили правительство Великобритании предпринять интенсивные исследования влияния растений, генетически модифицированных с целью придания устойчивости к гербицидам (ГМУГ), на локальные экосистемы и нецелевые организмы, которые были проведены, в частности исследователями Andow⁵, Firbank^6,7. Было обнаружено, что ГМУГ-растения способны влиять биоразнообразие растений в районах их культивирования, и что этот эффект связан с эффективностью соответствующих гербицидов⁶. В свою очередь, как показано в работах Watkinson⁴ и Hawes⁸ это способно приводить к снижению популяций некоторых видов животных вследствие нарушения естественных источников их питания.

__________________________________________________________

1. Rosi-Marshall E.J. et al. Toxins in transgenic crop byproducts may affect headwater stream ecosystems. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 2007, 104(41), 16204-16208.
2. Sisterson M.S. et al. Nontarget effects of transgenic insecticidal crops: implications of source-sink population dynamics. Environ. Entomol. 2007, 36(1):121-127.
3. Krebs J.R. et al. The second silent spring? Nature 1999, 400, 611–612.
4. Watkinson A.R. et al. Predictions of biodiversity response to genetically modified herbicide-tolerant crops. Science 2000, 289, 1554–1557.
5. Andow D.A. UK farm-scale evaluations of transgenic herbicide-tolerant crops. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1453–1454.
6. Firbank L.G. et al., 2003. The implications of spring-sown genetically modified herbicide-tolerant crops for farmland biodiversity: a commentary on the Farm Scale Evaluations of spring sown crops, www.defra.gov.uk/environment/gm/fse/results/fse-commentary.pdf.
7. Firbank L.G. et al. Effects of genetically modified herbicide-tolerant cropping systems on weed seedbanks in two years of following crops. Biol. Lett. 2006, 2, 140-143.
8. Hawes C. et al. Responses of plants and invertebrate trophic groups to contrasting herbicide regimes in the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Phil. Trans. R. Soc. 2003, B 358, 1899–1913.

Исследовали Lovei и Arpaia¹ в 2005г. изучили влияние трансгенных растений на естественных врагов членистоногих (18 видов хищников и 14 видов паразитов). Были проанализированы результаты 44 лабораторных экспериментов. Несмотря на то, что в ряде случаев были использованы малые экспериментальные группы или наблюдался значительный разброс экспериментальных величин, в целом исследователи пришли к выводу, что трансгенные растения негативно влияли на 35% измеренных параметров у исследованных видов, что способно существенным образом влиять на их популяции.