POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Kierunek Ochrona Środowiska

Z przedmiotu:

EKOLOGIA I OCHRONA PRZYRODY

Temat :

WPŁYW ORGANIZMÓW MODYFIKOWANYCH GENETYCZNIE NA ŚRODOWISKO

Autorzy:

Dominika Nynek

Rok 2011

Wrocław, 4.12.2011

Spis treści

1. Wprowadzenie

2. Opracowanie ankiety

a) Wzór ankiety

b) Wyniki ankiety

c) Omówienie wyników i wnioski z ankiety

3. Dyskusja

1. Zasady oceny ryzyka uwalniania roślin GM do środowiska

2. Odmiany bawełny GM z genami Bt

3. Analiza przypadku motyli monarcha

4. Badania nad oddziaływaniem toksyn Bt

5. Badania nad ekspresją

6. Ocena ryzyka

7. Oddziaływania na środowisko i przyszłość upraw GM

4. Wnioski

5. Literatura

……………………………………………………………………………………………….

1. Wprowadzenie

Ogromny postęp badań i technologii genetycznych dokonał się w latach powojennych. Dał ludzkości niezwykłe możliwości w zakresie medycyny, profilaktyki i leczenia wielu schorzeń genetycznych oraz produkowania żywności modyfikowanej genetycznie generującej niespotykaną dotychczas zespół cech pozytywnych z punktu jej konsumentów - czyli ludzkości. Te cechy to : właściwości ułatwiające uprawę, zabezpieczające przed chorobami i szkodnikami niszczącymi plony, zwiększające masę i wartość części jadalnych i wiele innych. Z całą pewnością właśnie w doskonaleniu upraw i hodowli organizmów modyfikowanych genetycznie moglibyśmy upatrywać ocalenia ludzkości od głodu panującego w różnych regionach świata, zwiększenia opłacalności upraw i hodowli które dzięki technikom modyfikacyjnym stałyby się odporne i oporne na fizyczne i biologiczne czynniki niszczące, wzbogacania roślin jadalnych w związki poprawiające kondycję konsumentów lub właściwości powodujących oporność na działanie mikroorganizmów i innych czynników chorobotwórczych. Ogromne znaczenie mają też modyfikacje genetyczne organizmów oczyszczające glebę i zbiorniki wodne z toksycznych związków chemicznych oraz szkodliwych mikroorganizmów.

Wydawałoby się, że metody genetyczne są lekarstwem na wszelkie problemy związane z produkcją wartościowej żywności, opornością i odpornością organizmów na niektóre czynniki, a zatem mogą całkowicie uchronić świat od nieszczęść. To niestety jest zbyt piękne, żeby było prawdziwe, bo nie uwzględnia prawdziwego zakresu problemów genetyki molekularnej. Już same technologie uzyskiwania wymaganych odmian przy pomocy transplantacji genów pozostawiają wiele do życzenia, ponieważ trwałość uzyskiwanych tą metodą sekwencji genowych jest dość niska. Co gorsza - nie wszystkie technologie tworzenia wymaganych sekwencji są na tyle pewne żeby ich produkty przetrwały chociażby sezonowe zmiany środowiska i dawały wystarczającą gwarancje, że dana sekwencja nie generuje jakiś cech negatywnych dla osobnika lub jego środowiska. Zwiększona witalność osobników uzyskanych na drodze modyfikacji może też być problemem z punktu widzenia ekosystemu, w którym dany organizm występuje bo Np. zbyt bujnie rozrastający się łubin, bób czy kukurydza mogą zagłuszać inne uprawy lub naturalne kultury w ekosystemie w którym się znajdują . Nie do końca zbadana jest też sprawa wpływu pewnych modyfikacji na konsumentów pierwszego i dalszych rzędów w ekosystemie. Mogą one bowiem wywoływać różne nie znane dotąd schorzenia. Na szczęście dotychczas nie odkryto modyfikacji, która poważnie zaburzyłaby metabolizm, rozwój lub rozród jakiegoś konsumenta danej rośliny, ale sytuacja taka jest potencjalnie możliwa i trudno być pewnym, że wystąpi w dowolnej uprawie. Naukowcy wykazują też na możliwość przenoszenia transpozonów na matrycę genetyczną osobników z innych upraw a nawet osobników innych gatunków. Takie przeniesienie było by bardzo groźne nie tylko dla konsumenta gatunku modyfikowanego ( może to być zapis stymulujący wręcz produkcję jakiejś toksyny) ale również dla innych gatunków narażonych na jakiekolwiek interakcje z daną rośliną modyfikowaną. Problem produkcji GMO jest bardzo złożony, na obecnym poziomie wiedzy, nikt z nas nie jest w stanie przewidzieć jakie następstwa może pociągnąć za sobą stosowanie tych metod na większą skalę. Myślę jednak, że świat nie ma wyboru wobec widma głodu wynikającego z ciągłego wyniszczenia środowiska oraz przyrostu liczebności społeczeństw w krajach o złych warunkach gospodarczych, rolniczych, słabym rozwoju przemysłowym. Jednym z warunków koniecznych do ustrzeżenia się przed negatywnym skutkami produkcji żywności GMO jest staranne badanie tych produktów i ciągłe doskonalenie metod kontroli własności genetycznych otrzymywanych organizmów. Nie znaczy to, że można społeczeństwo jedynie na żywność GMO nie pytając go o zdanie.

2. Opracowanie ankiety

a) Wzór ankiety

1. Czy słyszał /a Pan/Pani o żywności modyfikowanej genetycznie?

a) nie

b) niewiele

c) trochę

d) wystarczająco dużo, żeby mieć pogląd na tę sprawę

2. Czy swoją wiedzę na ten temat uważa Pani/Pan za wystarczającą?

a) tak

b) raczej tak

c) raczej nie

d) zdecydowanie nie

3. Czy uważa się Pani/Pan za potencjalnego konsumenta tej żywności?

a) tak

b) tak pod warunkiem pewności, że jest bezpieczna dla zdrowia

c) nie wiem

d) zdecydowanie nie

4. Jakie artykuły spożywcze lub sposoby ich pozyskiwania mogłyby Pani/ Pana zdaniem oddalić od ludzkości widmo głodu, nie niosąc ze sobą żadnego ryzyka?

5. Czy zdaje sobie Pani/Pan sprawę z zagrożeń związanych z modyfikacją genetyczną produktów rolnych ?

a) tak - i to może zdecydować o unikaniu tej żywności

a) tak, ale wierzę w rzetelność naukowców i producentów żywności

c) zbyt mało wiem na ten temat, żeby się martwić „na zapas”

d) nie wiem nic o tych zagrożeniach

6. Jakie zagrożenia widzi Pani/Pan we wprowadzeniu do uprawy/ konsumpcji/ hodowli organizmów modyfikowanych genetycznie?

a) żadnych - jestem optymistą

b) żadnych, bo liczę na uczciwość naukowców i producentów żywności

c) obawiam się że wpływa na genotyp konsumenta

d) sądzę, że zmiany genetyczne indukowane w sposób sztuczny mogą być niestabilne lub sprzężone z cechami niepożądanymi dla produktu a wręcz szkodliwymi dla konsumenta.

7. Czy był/a by Pani/ Pan spożywać produkty GMO - wiedząc, że ich produkcja/ konsumpcja nie stanowi żadnego zagrożenia dla ludzi, ale szkodzi środowisku?

a) oczywiście

b) nie jestem pewna/y

c) tylko pod warunkiem braku alternatywy

d) nie, nie przekona mnie do takiej idei

b) Wyniki ankiety

1. Czy słyszał /a Pan/Pani o żywności modyfikowanej genetycznie?

Odpowiedź	liczba odpowiedzi	%
a) nie	0	0
b) niewiele	2	22,22
c) trochę	0	0
d) wystarczająco dużo, żeby mieć pogląd na tę sprawę	7	77,78

2. Czy swoją wiedzę na ten temat uważa Pani/Pan za wystarczającą?

Odpowiedź	liczba odpowiedzi	%
a) tak	2	22,22
b) raczej tak	2	22,22
c) raczej nie	3	33,33
d) zdecydowanie nie	2	22,22

3. Czy uważa się Pani/Pan za potencjalnego konsumenta tej żywności?

Odpowiedź							liczba odpowiedzi			%
a) tak							1			11,11
b) tak pod warunkiem pewności, że jest bezpieczna dla zdrowia							1			11,11
c) nie wiem							3			33,33
d) zdecydowanie nie							4			44,44
4. Jakie artykuły spożywcze lub sposoby ich pozyskiwania mogłyby Pani/ Pana zdaniem oddalić od ludzkości widmo głodu, nie niosąc ze sobą żadnego ryzyka?
	Odpowiedź
	ekologiczne	naturalne	naturalne	nie wiem	nie wiem	nie wiem		warzywa	zboża	wszystkie rośliny uprawne

5. Czy zdaje sobie Pani/Pan sprawę z zagrożeń związanych z modyfikacją genetyczną

Odpowiedź	liczba odpowiedzi
a) tak - i to może zdecydować o unikaniu tej żywności	4	44,44
a) tak, ale wierzę w rzetelność naukowców i producentów żywności	2	22,22
c) zbyt mało wiem na ten temat, żeby się martwić „na zapas"	2	22,22
d) nie wiem nic o tych zagrożeniach	1	11,11

6. Jakie zagrożenia widzi Pani/Pan we wprowadzeniu do uprawy/ konsumpcji/ hodowli organizmów modyfikowanych genetycznie?

Odpowiedź	liczba odpowiedzi	%
a) żadnych - jestem optymistą	0	0
b) żadnych, bo liczę na uczciwość naukowców i producentów żywności	1	11,11
c) obawiam się że wpływa na genotyp konsumenta	3	33,33
d) sądzę, że zmiany genetyczne indukowane w sposób sztuczny mogą być niestabilne lub sprzężone z cechami niepożądanymi dla produktu a wręcz szkodliwymi dla konsumenta.	5	55,56

7. Czy był/a by Pani/ Pan spożywać produkty GMO - wiedząc, że ich produkcja/ konsumpcja nie stanowi żadnego zagrożenia dla ludzi, ale szkodzi środowisku?

Odpowiedź	liczba odpowiedzi	%
a) oczywiście	0
b) nie jestem pewna/y	3	33,33
c) tylko pod warunkiem braku alternatywy	1	11,11
d) nie, nie przekona mnie do takiej idei	4	44,44

wiek	ilość osób	%
18-30	3	33,33
31-50	2	22,22
>50	4	44,44
Suma badanych osób	9

płeć	ilość osób	%
kobiety	7	77,78
mężczyźni	2	22,22

Ankieta zaczerpnięta z internetu

1 . Czy spotkał/spotkała się Pan/Pani z terminem organizmy zmodyfikowane genetycznie (GMO)? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
tak spotkałam/em się i znam to pojęcie	54.02%	47
tak spotkałam/em się ale niedokładnie znam to pojęcie	36.78%	32
nie spotykałam/em się z tym pojęciem	9.20%	8

2 . W jakich źródłach zetknął/zetknęła się Pan/Pani z pojęciem GMO? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
w telewizji/radio	59.77%	52
w Internecie	55.17%	48
w prasie	50.57%	44
w książkach, podręcznikach	34.48%	30
od wykładowców/nauczycieli	32.18%	28
od innych osób	17.24%	15

3 . Jak ocenia Pan/i swoją wiedzę o GMO w skali od 1 do 5 gdzie *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
3 przeciętna	37.93%	33
2 niska	27.59%	24
4 znaczna	14.94%	13
1 żadna	13.79%	12
5 bardzo obszerna	5.75%	5

4 . Jaka jest Pana/i zdaniem znajomość pojęcia GMO w społeczeństwie? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
słaba	56.32%	49
bardzo słaba	19.54%	17
średnia	17.24%	15
bardzo dobra	5.75%	5
dobra	1.15%	1

5 . Które organizmy według Pana/Pani poddano modyfikacjom genetycznym poprzez narzędzia inżynierii genetycznej w celach użytkowych? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
pomidory	71.26%	62
soja	68.97%	60
kukurydza	67.82%	59
ryż	51.72%	45
ziemniaki	50.57%	44
owca	36.78%	32
krowa	29.89%	26
świnia	26.44%	23
ryby	16.09%	14

6 . Czy uważa Pan/Pani, że organizmy modyfikowane genetycznie są niebezpieczne dla człowieka i środowiska?
Odpowiedź	%	Liczba odp.
TAK	43.68%	38
NIE WIEM	34.48%	30
NIE	21.84%	19

7 . Czy uważa Pan/Pani, że żywność taka jest bezpieczna dla zdrowia? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
NIE WIEM	37.93%	33
NIE	34.48%	30
TAK	27.59%	24

8 . Ustosunkuj się do następujących sformułowań:
Produkty GMO... *	% Odpowiedzi
Odpowiedź	Nie mam zdania	Nie zgadzam się
Mają wysokie walory estetyczne i smakowe	33.33% (29)	17.24% (15)
			Wykazują wysoką wartość odżywczą	39.08% (34)	35.63% (31)
			Wykazują wysoką trwałość przechowalniczą	25.29% (22)	4.60% (4)
			Powodują zaburzenia przemiany materii	62.07% (54)	12.64% (11)
			Przyczyniają się do powstawania chorób nowotworowych	60.92% (53)	16.09% (14)
			Wywołują alergie	55.17% (48)	11.49% (10)

9 . Jakie zagrożenia dla środowiska według Pana/Pani niosą ze sobą GMO? *
	% Odpowiedzi
Odpowiedź	Nie mam zdania	Nie zgadzam się
Brak jednoznacznych dowodów na szkodliwość GMO	41.38% (36)	16.09% (14)
			Mogą krzyżować się z innymi gatunkami niszcząc całe populacje roślin.	43.68% (38)	10.34% (9)
			Uwalniają geny do środowiska przenosząc je na inne gatunki	52.87% (46)	13.79% (12)
			Zakłócają i zmniejszają naturalną bioróżnorodność w środowisku	41.38% (36)	10.34% (9)
			Mogą prowadzić do zbyt dużego ujednolicenia upraw.	37.93% (33)	18.39% (16)
			Nie stanowią zagrożenia dla środowiska	48.28% (42)	41.38% (36)

10 . Czy dokonałby Pan/Pani zakupu produktu spożywczego wiedząc, że zawiera on składniki modyfikowane genetycznie (GMO)? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
NIE	50.57%	44
TAK	28.74%	25
NIE WIEM	20.69%	18

11 . Czy uważa Pan/Pani, że żywność modyfikowana genetycznie powinna być znakowana? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
TAK	83.91%	73
NIE MAM ZDANIA	12.64%	11
NIE	3.45%	3

12 . Czy wie Pan/Pani jak taka żywność jest oznakowana? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
NIE	62.07%	54
TAK	20.69%	18
nie ma to dla mnie znaczenia	17.24%	15

13 . Czy wie Pan/Pani kiedy produkt powinien być oznakowany jako modyfikowany genetycznie? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
Nie wiem	58.62%	51
Tak: gdy zawiera powyżej 1% składnika modyfikowanego	29.89%	26
Tak: gdy zawiera powyżej 5% składnika modyfikowanego	11.49%	10

14 . Czy będąc w sklepie kiedykolwiek widział Pan/Pani specjalnie oznakowane produkty czy półki z żywnością modyfikowaną genetycznie? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
NIE	63.22%	55
nie zwracam uwagi na oznakowanie	28.74%	25
TAK	8.05%	7

15 . Czy kupuje i/lub spożywa Pan/Pani żywność modyfikowaną genetycznie? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
NIE WIEM	68.97%	60
NIE	17.24%	15
TAK	13.79%	12

16 . Czy obawia się Pan/Pani żywności modyfikowanej genetycznie? (odp. Tak, ponieważ..../Nie ponieważ...../Nie przywiązuje wagi do tego co jem ) *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
nie przywiązuje wagi do tego co jem	10.34%	9
TAK! Ponieważ nie wiem czy żywność taka jest bezpieczna dla zdrowia?	1.15%	1
nie obawiam się , gdyż jest to przygotowywane przez specjalistów i ma to sprzyjać społeczeństwu a nie je niszczyć, zamiary są dobre	1.15%	1
Tak, ponieważ brak mi informacji na temat skutków jej spożywania.	1.15%	1
Tak, ponieważ jest przyczyną chorób i alergii, a po za tym zakłóca bioróżnorodność środowiska	1.15%	1
nie wiem jak wpłynie na moje zdrowie	1.15%	1
Nie ponieważ są dokładnie przebadane	1.15%	1
Tak ponieważ nie jest naturalną żywnością	1.15%	1
Nie, ponieważ jak dotąd nie udowodniono negatywnego wpływu GMO na organizm człowieka.	1.15%	1
tak, ponieważ nie wiem jaki mają wpływ na moje zdrowie	1.15%	1
Nie ponieważ wierze, że taka żywność w przyszłości nie będzie miała negatywnego wpływu na organizmy zwierząt i ludzi.	1.15%	1
nie, maszyna strachu przed GMO jest napędzana przez radio Maryja i obrońców rolników których na to nie stać	1.15%	1
Organizmy modyfikowane genetycznie są odporniejsze na czynniki zewnętrzne typu choroby itp. Mogą być przydatne gdy czynniki klimatyczne się pogorszą	1.15%	1
nie. ponieważ uważam że nie jest szkodliwa	1.15%	1
tak, ponieważ nie ma jeszcze badań, które jednoznacznie stwierdzałyby jaki jest ich wpływ na organizm człowieka	1.15%	1
tak, ponieważ nie wiem jak to wpłynie na mój stan zdrowia	1.15%	1
jest groźna dla zdrowia	1.15%	1

17 . Czy problem żywności GM jest dla Pana/Pani? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
Mało istotny	39.08%	34
Bardzo istotny	36.78%	32
Nie mam zdania	17.24%	15
Nieistotny	6.90%	6

18 . Jakie są wg Pana/Pani powody niechęci społeczeństwa wobec GMO i żywności GM? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
Niska świadomość oraz wiedza na temat GMO	49.43%	43
Zagrożenia dla zdrowia człowieka	36.78%	32
Kampanie prowadzone przez organizacje przeciwne GMO	12.64%	11
Względy kulturowe, religijne	1.15%	1

19 . Czy wg Pana/Pani, w przyszłości, produkty żywnościowe GMO będą powszechne i ogólnodostępne? *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
TAK	63.22%	55
NIE WIEM	31.03%	27
NIE	5.75%	5

20 . Płeć: *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
Kobieta	56.32%	49
Mężczyzna	43.68%	38

21 . Wiek: *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
18-30	55.17%	48
31-50	29.89%	26
powyżej 50	14.94%	13

22 . Wykształcenie: *
Odpowiedź	%	Liczba odp.
wyższe/student	60.92%	53
średnie	26.44%	23
podstawowe/zawodowe	12.64%	11

* Wypełnienia: 87

c) Omówienie wyników i wnioski z ankiety

Analizując wyniki ankiety można zauważyć, że w pierwszej ankiecie większość spotkała się z omawianym terminem a tylko dwie niewiele o tym słyszały i były to osoby o wieku powyżej 50 lat. W drugim pytaniu można zauważyć tendencje że jednak trochę więcej osób odpowiedziała w zakresie nie i z czego mniej określiło swoją wiedzę odpowiadając zdecydowanie nie niż przy raczej nie. W tym zakresie znalazły się zarówno osoby młodsze jak i starsze. Zaś w następnej ankiecie gdzie problem wiedzy jest trochę inaczej podjęty i zaznaczano częściej stwierdzenie „tak spotkałam/em się i znam to pojęcie”. W kwestii spożywania produktów GMO więcej ludzi przyjęło stanowisko, że zdecydowanie nie, nie skonsumuje tego jednak nie wiele mniejszy był udział osób nie wiedzących jakie stanowisko przyjąć. Z kolei w drugiej ankiecie większość by nie zakupiła produktu GMO ( a więc i by nie spożyła). W następnym pytaniu jasno widać, że głownie ludzie odpowiadają, w kwestii znajomości zagrożeniem modyfikowanymi genetycznie organizmami, iż tak ( zdają sobie sprawę z zagrożeń) - i to może zdecydować o unikaniu tej żywności. W przedostatnim pytaniu wśród zagrożeń najczęściej wybierana jest odpowiedź ostatnia czyli „sądzę, że zmiany genetyczne indukowane w sposób sztuczny mogą być niestabilne lub sprzężone z cechami niepożądanymi dla produktu a wręcz szkodliwymi dla konsumenta”. Co można porównać do drugiej ankiety, gdzie przy ustosunkowaniu się do GMO najczęściej wybór pada na stwierdzenie, że produkty takie „powodują zaburzenia przemiany materii” a nie wiele mniej jest odpowiedzi „przyczyniają się do powstawania chorób nowotworowych”. Zaś ostatecznie w ostatnim pytaniu się okazuje, że większość ludzi by nie była by gotowa spożyć zmodyfikowanych organizmów nawet jeśli by były zupełnie pewne, iż im nie zagrozi lecz byłby podejrzenia do przypuszczeń o zagrożeniu środowisku. W drugiej ankiecie jest niewielka przewaga kobiet gdzie w pierwszej się bardziej zaznacza ta różnica. Analizując jeszcze procentowy udział w kwestii wieku ankietowanych można zauważyć, że w drugiej ankiecie jest wyraźna przewaga osób młodszych z racji tego, iż jest ona zamieszczona w intrenecie, gdzie zazwyczaj zaznacza się większy udział tej grupy wiekowej. Zaś w pierwszej ankiecie zaznacza się przewaga osób starszych. Obie ankiet, różni jeszcze fakt, iż twórca/ twórcy drugiej ankiety szerzej porusza/ ją tematykę GMO.

Podsumowując, wiele ludzi ma obawy wobec omawianych produktów co zaznacza się główne wśród osób starszych, a obawa wobec nowo wprowadzonego produktu związana jest często z poziomem edukacji jednostki, szczególnie w zależności, jak jest on prezentowany przez publikatory.

3. Dyskusja

Prawdopodobnie wpływ na negatywną opinię na temat GMO mają również

publikatory takie jak: gazeta, książki itd. Ludzie rozpowszechniający wierutne kłamstwa,

wykorzystując społeczne niepokoje na swoją korzyść stają się „fałszywymi prorokami”.

Przykłady takich oszustw prezentuje gazeta polityka gdzie przedstawione zostały osoby

występujące najczęściej w dyskusjach o genetycznie zmodyfikowanej żywności. Ich

wypowiedzi mają stanowić koronny dowód szkodliwości roślin GMO dla zdrowia człowieka i

środowiska. Lecz często okazuje się że ich rzetelność stoi pod znakiem zapytania.

Jednak aby ocenić rzeczywisty wpływ na środowisko należy spojrzeć na sprawę z fachowego źródła, gdzie znajdzie się analiza wpływu organizmów modyfikowanych genetycznie przez prezentowany przykład metodyki badań. Zapewniający ich wiarygodność i przekładający się na bezpieczeństwo stosowania GMO. Wykazujący stopień zagrożenia tymi produktami. Dobrym przykładem są badania przedstawione w jednym z artykułów czasopisma kosmos. Gdzie oceniane jest ryzyko uwolnienia roślin GM z cechą odporności na szkodniki do środowiska.

a) Zasady oceny ryzyka uwalniania roślin GM do środowiska

W kwestii oceny bezpieczeństwa uprawy roślin kukurydzy i bawełny GM z ekspresją genów powszechnie występującej w glebie bakterii Bacillus thuringensis (Bt) wykorzystano badania nad bezpieczeństwem bio - insektycydów produkowanych na bazie tej bakterii. Ten rodzaj ochrony roślin przed działalnością szkodników z rzędu Lepidoptera (motyle) stosuje się powszechnie od 40 lat. Wykonano dodatkowo badania nad uprawami odmian GM obejmujące analizę potencjalnego istotnego niekorzystnego oddziaływania tych roślin na środowisko. Dlatego przeprowadzono liczne doświadczenia nad oceną oddziaływania produktów uzyskanych z roślin GM na zwierzętach w warunkach laboratoryjnych. Gatunkami, które poddano tym testom były: sumy, szczury, krowy mleczne, przepiórki amerykańskie, kurczaki, dżdżownice, dafnie, pszczoły miodne, biedronki, pasożytnicze błonkówki (Hymenoptera), złotooki (Chrysoperla spp.) i skoczogonki (Collembola).Wybrano wymienione gatunki ze względu na to, że są łatwe w hodowli laboratoryjnej a także dlatego, iż są wykorzystywane już od wielu lat w badaniach nad toksycznością chemicznych środków ochrony roślin. Analiza ryzyka obejmuje dwie właściwości:

efekt (ang. effect) i ekspozycję (ang. exposure). W tej sytuacji podstawowymi problemami są odpowiedzi na pytania: „Jaki może być efekt toksyczności ?” oraz „Jakie jest prawdopodobieństwo ekspozycji ?”. W celu przybliżenia zagadnienia odwołuje się do przykładu analizy stosowania aspiryny. Aspiryna może działać pozytywnie lub negatywnie na zdrowie człowieka w zależności od zakresu ekspozycji. Właściwe dawki aspiryny dają efekty lecznicze dla wielu ludzi, ale przy nadmiernym stosowaniu lek staje się trucizną mogącą zabić. Efekt oddziaływania wielu produktów na dany organizm zależy od sposobu i wielkości ekspozycji. Na podstawie doświadczeń przeprowadzanych w kolejnych etapach doświadczeń przygotowuje się ocenę efektu i ekspozycji. Rozpoczyna się od wystawienia wybranego gatunku w krótkim przedziale czasu na podwyższone dawki badanej substancji, często 10-krotnie wyższych niż występujących w warunkach naturalnych. Dzięki tej metodzie nazywanej „najgroźniejszym przypadkiem” (ang. „worse-case”); można określić, czy dany produkt powinien być poddany dalszym badaniom. W przypadku wykazywania istnienia jakichkolwiek negatywnych reakcji organizmu produkt jest włączany do dalszych testów. Z pierwszego etapu oceniającego krótkotrwałe oddziaływania wysokich dawek, przechodzi się do badań nad wpływami długofalowymi dawek normalnie występujących w przyrodzie. Takie badania głównie dokonuje się w warunkach laboratoryjnych, a następnie rozpoczyna się trzeci etap badań, w którym imituje się warunki naturalne lub prowadzi się obserwacje na większą skalę poza laboratorium w

warunkach polowych. Każdy z tych etapów służy ocenie ryzyka wprowadzenia danego organizmu lub substancji do środowiska.

b) Odmiany bawełny GM z genami Bt

W przypadku bawełny GM toksyczne białka wytwarzane przez wspomnianą wyżej bakterię działają selektywnie tylko na wybrane gatunki owadów i tylko w określonych warunkach. Podstawowym warunkiem jest to że toksyna musi się dostać do przewodu pokarmowego owada, co oczywiście następuje jedynie w sytuacji zjedzenia części rośliny GM. Poziom

pH w układzie pokarmowym musi wynosić 9,5 lub więcej, aby specyficzne receptory błony przewodu pokarmowego zareagowały na obecność toksyny. Z tego powodu różne szczepy Bacillus thuringensis działają tylko na wybrane grupy owadów. Białka Cry działające toksycznie na gąsienice motyli nie oddziałują na inne grupy owadów, jak chrząszcze, mszyce i inne grupy stawonogów o aparacie gębowym kłująco-ssącym (Homoptera i Heteroptera - pluskwiaki równo- i różnoskrzydłe). W przewodzie pokarmowym ssaków pH jest niższe od 2 i brak jest receptorów, z którymi toksyczne białko Bt może się łączyć. Stąd z punktu widzenia toksyczności, białka Bt są

wyjątkowo bezpieczne dla ssaków. Bawełna jest powszechnie uprawianą rośliną w wielu regionach w świecie, a ilość stosowanych insektycydów do zwalczania licznych gatunków szkodników jest znacznie wyższą niż na jakiekolwiek innej uprawie. Stanowi to ok. 25% ogólnie stosowanych insektycydów w świecie. Odmiany bawełny Bt są uprawiane we wszystkich głównych regionach produkcji tej rośliny na świecie. Ważną korzyścią wynikającą z ich uprawy jest znaczne ograniczenie stosowania syntetycznych insektycydów. Na uwagę zasługuje fakt,

że liczba przypadków zatruć spowodowanych

pestycydami u rolników zmniejszyła się w istotnym stopniu o ok. 75%. Jedną z ważnych korzyści wyeliminowania stosowania nieselektywnych insektycydów jest wzrost populacji naturalnych wrogów szkodników bawełny. Badania prowadzone w stacji doświadczalnej w zachodnich stanach USA, w których porównano nasilenie występowania 22 gatunków wrogów naturalnych

na polach bawełny Bt i odmiany konwencjonalnej wykazały, że wpływ bawełny Bt na te gatunki jest znikomy. W przeciwieństwie do poletek bawełny opryskiwanych zalecanymi insektycydami, gdzie obserwowano silny, negatywny wpływ na faunę wrogów naturalnych: 48% redukcji 13 gatunków pożytecznych w przeciwieństwie do 19% dla 5 gatunków na poletkach Bt. Wyniki wskazujące na liczniejsze występowanie wrogów naturalnych na uprawach bawełny Bt zostały następnie potwierdzone w badaniach prowadzonych na polach produkcyjnych w tych stanach. W Australii stosowanie insektycydów miało jeszcze bardziej negatywny wpływ na bioróżnorodność fauny owadów. Wyniki licznych doświadczeń nie wykazały negatywnego bezpośredniego oddziaływania bawełny Bt na różnorodność fauny owadów. Wyniki 13-tu doświadczeń polowych

przeprowadzonych w USA i Australii, nad długofalowym następczym działaniem bawełny i kukurydzy Bt na organizmy nie docelowe, wskazały na stosunkowo niewielkie ryzyko wpływu tych odmian na te organizmy. Dodatkowe 5-o letnie badania prowadzone w południowo - zachodnich stanach USA wykazały, że nie ma istotnych różnic pomiędzy wpływem odmian bawełny Bt i konwencjonalnych na wrogów naturalnych 3-ech najważniejszych gatunków szkodników bawełny. Jednym z możliwych efektów ubocznych zmniejszenia stosowania insektycydów w uprawach bawełny Bt może być wzrost populacji gatunków szkodników tzw. wtórnych. Populacje tych gatunków są obecnie utrzymywane na niskim poziomie przez insektycydy stosowane do zwalczania szkodników na konwencjonalnych odmianach bawełny. Odmiany bawełny Bt skutecznie kontrolują występowanie gąsienic Pectinophora gossypiella na terenie stanu Arizona, jednak nie chronią przed porażeniem przez mączlika poinsecjowego (Bemisia tabaci [Gennadius]) lub zmieników z rodzaju Lygus (Heteroptrera). W większości przypadków rozwój populacji szkodników wtórnych jest ograniczany przez wrogów naturalnych, jednak w innych sytuacjach ich działanie nie hamuje rozwoju populacji tych szkodników farmerów.

c) Analiza przypadku motyli monarcha

Bakterie Bacillus thuringensis o toksycznym działaniu na gąsienice motyli stwarzają zagrożenie dla wszystkich gatunków z rzędu Lepidoptera, chociaż nie oczekuje się ich istotnej ekspozycji na działanie toksyny w agrocenozach (biocenozch uprawnych). Dodatkowe informacje o działaniu toksyn Bt na gąsienice gatunków motyli, które nie są celem działania

preparatów Bt czerpano z wieloletnich obserwacji nad powszechnym stosowaniem mikrobiologicznych preparatów owadobójczych, zawierających szczepy Bt kurstaki w zwalczaniu brudnicy nieparki (Lymantria dispar L.), powszechnie występującego szkodnika powodującego gołożery w lasach Ameryki Północnej (gatunek inwazyjny przeniesiony z Europy). Obserwowano zwiększoną śmiertelność pewnych gatunków niedocelowych z rzędu Lepidoptera w wyniku stosowania preparatów zawierających Bt. Jednak gatunki, których larwy żerują w ukryciu w różnych częściach roślin, unikały ekspozycji na działanie toksyny. Preparat bakteryjny nie docierał do tych miejsc. Wskazuje to na znaczenie bezpośredniej ekspozycji owadów na działanie toksyny w wyniku żerowania. Ponieważ tylko gatunki motyli odżywiające się tkankami

kukurydzy (tj. pierwotne i wtórne gatunki szkodników) są wystawione na działanie toksyny Bt wytwarzanej przez rośliny kukurydzy, można oczekiwać tylko niewielkiego wpływu na gatunki niedocelowe motyli. Jest to wynikiem ich zachowania związanego z żerowaniem, unikającego ekspozycji na toksyczne białko znajdujące się w tkankach transgenicznych odmian kukurydzy.

Jednak pyłek kukurydzy Bt działa szkodliwie na gąsienice monarcha Danaus plexippus

(L.). Dorosłe motyle monarcha cieszą się powszechnym zainteresowaniem ludzi w Ameryce Północnej, ponieważ są częstymi gośćmi w ogrodach z kwitnącymi kwiatami. Populacje monarcha, które rozwijają się na wschód od Gór Skalistych w USA i Kanadzie, migrują masowo

na zimowanie na pniach jodeł Abies religiosa (Lindl.) w okolice Gór Transvolcanic, na zachód od Mexico City. Po zaobserwowaniu tego zjawiska zostały przeprowadzane dokładne badania nad efektami i ekspresją toksyn Bt dla gatunku monarcha.

d) Badania nad oddziaływaniem toksyn Bt

Doświadczenia z tego zakresu mają na celu wyjaśnienie efektów działania toksyny na dany organizm (ang. effect studies). Zależy ono od rozmieszczenia i stężenia białka w różnych organach roślin. I tak różne odmiany mieszańcowe kukurydzy (hybrydy) charakteryzują się wytwarzaniem określonego białka Bt o różnej ekspresji w poszczególnych tkankach rośliny. Doświadczenia laboratoryjne, w których testowano toksyczne białko wprowadzone do sztucznej diety wykazały, że białko Cry 1 Ab jest szkodliwe dla rozwoju gąsienic monarcha, ale toksyna Cry 1 F nie wykazała negatywnego działania. Jednak inne doświadczenia laboratoryjne z wykorzystaniem pyłku kukurydzy Bt naniesionym na liście trojeści (Asclepias sp.), rośliny żywicielskiej larw monarcha nie wykazały niekorzystnego wpływu na przyrost masy ciała i ich śmiertelność. Liście pokryto pyłkiem w ilości ponad 1000 ziaren/cm2 liści, a gąsienice żerowały przez 3-5 dni. Badania polowe potwierdziły wyniki testów laboratoryjnych. Larwy monarcha żerujące na liściach trojeści pokrytych dawką pyłku, który opada na nie w warunkach polowych

w łanie odmian kukurydzy z cechą Bt 11 i MON 810, nie wykazały ostrych objawów chorobowych Brak negatywnego działania pyłku tych mieszańców kukurydzy wynikał z niskiej zawartości białka Bt w ich pyłku. To odmiana kukurydzy z cechą Bt 176, była pierwszą odmianą transgeniczną kukurydzy z ekspresją wysokiej zawartości białka Cry 1 Ab w pyłku. Ponieważ młode larwy drugiego pokolenia omacnicy prosowianki i innych gatunków motyli żerują na pylnikach hodowcy uważali, że ta wysoka ekspresja będzie cechą korzystną w ochronie kukurydzy przed szkodnikami. Odmiana z cechą Bt 176 zajmowała jednak tylko 2% ogólnej powierzchni upraw odmian transgenicznych kukurydzy w USA i obecnie została wycofana z rejestru odmian. Niemniej niekorzystne oddziaływania pyłku tej odmiany na larwy monarcha obserwowano już dla dawek, które występują w warunkach naturalnych w łanie kukurydzy (ok. 10 ziaren/cm2 liści).

e) Badania nad ekspresją

Należy pamiętać, że motyle monarcha składają jaja wyłącznie na roślinach z rodziny Asclepiadaceae. Oficjalny spis gatunków roślin przeprowadzony w północnych regionach

środkowo-zachodniach stanów USA wykazał, że trojeść, szczególnie gatunek trojeści amerykańskiej (pospolitej) (Asclepias syriaca L.), występuję wyłącznie na nieużytkach i wokół pól uprawnych. Zagęszczenie roślin trojeści z reguły jest wysokie na obrzeżach terenów uprawnych, szczególnie wzdłuż brzegów pól, a nie na polach kukurydzy czy soji. Pomimo tego

znaczną część populacji larw monarcha znajdowano wewnątrz i wokół pól kukurydzy, ze względu na przeważający udział upraw kukurydzy w ogólnym areale upraw polowych. Na przykład w stanie Iowa określono, że ponad połowa populacji larw monarcha rozwija się na trojeści rosnącej wewnątrz i wokół pól kukurydzy, która zajmuje 36%, w ogólnym areale

89% zajętym pod uprawę. Okres pylenia kukurydzy w środkowozachodnich stanach USA przypada głównie na 1-2 tygodnie w lipcu. Na tych obszarach monarcha rozwija dwa pokolenia. Składanie jaj 1-go pokolenia przypada głównie na maj i nie nakłada się na okres pylenia kukurydzy. Składanie jaj 2-go pokolenia ma miejsce w lipcu i sierpniu, co częściowo zbiega się

z pyleniem kukurydzy, w zależności od wysokości położenia terenu. Badania fenologiczne, biorące pod uwagę sumy temperatur efektywnych dla rozwoju obu gatunków wykazały, że nakładanie się okresu rozwoju larw monarcha i pylenia kukurydzy ma większe znaczenie na terenach północnych, niż na południowym obszarze terytorialnego rozwoju monarcha. Pylenie kukurydzy w regionach południowych następuje wcześniej niż na wyżej położonych terenach północnych. Procentowe nakładanie się tych okresów waha się od 5-10% na południu stanu Iowa do ok. 50-60% na terenach południowych Minnesoty. Trzecia grupa badań dotyczyła określenia

charakterystyki depozycji pyłku na roślinach trojeści rosnących wewnątrz i poza polem uprawy kukurydzy. Wyniki kilku niezależnych badań wykazały, że osadzanie się pyłku było najwyższe (średnio 171 ziaren/cm2) wewnątrz pól kukurydzy i systematycznie spadało, aż do 14 ziaren/cm2 w odległości 2 m od brzegów uprawy. Larwy monarcha nie mają więc szansy pobierać wysokich dawek pyłku poza polem upraw kukurydzy Bt, a tylko wyjątkowo mogą zjadać ponad

1000 ziaren/cm2 pyłku osiadłego na liściach trojeści rosnącej wewnątrz pola.

f) Ocena ryzyka

W oficjalnej ocenie ryzyka oddziaływania upraw odmian kukurydzy Bt na populację monarcha wszechstronnie dokonano analizy danych odnośnie konkretnych efektów i prawdopodobieństwa ekspozycji.

Określone ryzyko uprawy odmian Bt uznano za nieistotne, nie mające praktycznego znaczenia, ponieważ prawdopodobieństwo ekspozycji larw monarcha na pyłek kukurydzy Bt jest niskie. Do tego toksyczność bezpośrednia pyłku wytwarzanego przez obecne komercyjne odmiany kukurydzy Bt jest niewielka. Jednak aby wyeliminować wszelkie niepewności, dokonano również analizy długotrwałego oddziaływania pyłku Bt na populację monarcha. W tym celu prowadzono obserwacje nad wpływem pyłku Bt na rozwój gąsienic monarcha przez cały okres ich rozwoju. W badaniach tych stwierdzono pewne negatywne wpływy na rozwój gąsienic, jednak dokładniejsza analiza ekspresji potwierdziła, że ryzyko jest niewielkie. Wracając do poprzedniej analogii z aspiryną, ekspresja nigdy nie była na tyle istotna, aby być niebezpieczną

dla populacji monarcha.

g) Oddziaływania na środowisko i przyszłość upraw GM

Rośliny zmodyfikowane genetycznie są uprawiane od ponad 10 lat, stąd badania nad określeniem ich oddziaływania na ekosystemy są stosunkowo nowe. Pomimo tego uzyskane do tej pory dane wskazują, że uprawa odmian GM mających cechę tolerancji na szkodniki bardziej uwzględnia

ochronę środowiska, niż stosowanie insektycydów o szerokim spektrum działania przeciwko szkodnikom. Jest to szczególnie wyraźne w przypadku odmian GM bawełny i kukurydzy. Należy podkreślić fakt wprowadzenia genu Bt warunkującego syntezę białka Cry 3Aa, toksycznego dla groźnego szkodnika kukurydzy jakim jest zachodnia korzeniowa stonka kukurydziana (Diabrotica virgifera virgifera). To przeciwko temu gatunkowi stosowano w nadmiernych ilościach syntetyczne pestycydy doglebowe (np. DDT, HCH, aldrynę, dieldrynę), powodując nieodwracalne zmiany w agrocenozach. Obecnie jest to nowy gatunek inwazyjny atakujący uprawy kukurydzy na południu Europy, ale już notowany w południowych regionach Polski i Niemiec. Spadek ilości stosowanych insektycydów na uprawach odmian Bt ma korzystny wpływ

na bioróżnorodność, zredukował on także ryzyko zatruć ludzi w czasie przygotowywania do zabiegu i stosowania chemicznych środków ochrony roślin. Ostatnie opracowania Brookes'a i Barfoot'a (2005) wskazują, że globalna redukcja stosowania insektycydów w wyniku

wprowadzenia do uprawy odmian GM wyniosła 172 mln kg. Określili oni, że spadek ten równa się 14% całości oddziaływania pestycydów na środowisko. Jeżeli dodamy do tego korzyści wynikające z uprawy odmian tolerujących herbicydy, to autorzy porównali oszczędności w wyniku wykorzystania biotechnologii, wyrażone w spadku wydzielania gazów cieplarnianych

równym wyeliminowaniu 5 mln samochodów z użycia. Dane te wskazują, że wykorzystanie metod biotechnologicznych w rolnictwie jest właściwe i pożądane. Jednocześnie istnieje potrzeba określenia warunków i potrzeb tak, aby rozwój biotechnologii odbywał się we właściwym kierunku i spełniał oczekiwania producentów i społeczeństwa. Jednym ze zjawisk budzących kontrowersje jest problem nabywania przez szkodniki odporności na białko Bt, w przypadku

żerowania na roślinach uprawianych na szeroką skalę, w której cała populacja szkodnika jest wystawiona na silny czynnik selekcji. Zjawisko to często występuje w warunkach intensywnego stosowania chemicznych środków ochrony roślin na masowo występujące gatunki agrofagów

i ma długą historię. Odmiany bawełny Bt okazały się tak skuteczne w zwalczaniu gąsienic Pectinophora gossypiella, głównego gatunku szkodnika bawełny z rzędu Lepidoptera, że prawie

całkowicie wyeliminowały masowe pojawy ich populacji na znacznych obszarach. Jednak wyeliminowanie głównego gatunku szkodnika w ekosystemie bawełny bez wątpienia wpłynie

na populacje innych gatunków agrofagów w tym systemie uprawy. Z jednej strony zmniejszenie intensywności stosowania insektycydów pozwoli na wzrost populacji wrogów naturalnych, które zapewnią kontrolę populacji gatunków szkodników wtórnych. Ochrona pożytecznych owadów w

uprawach Bt może również spowodować wzrost populacji tych pożytecznych gatunków

na poziomie krajobrazu. Należy jednak mieć na uwadze, że uprawa odmian GM może spowodować wiele zmian w powiązaniach troficznych, które będą oddziaływały pozytywnie lub negatywnie przy opracowywaniu programów ochrony roślin przed szkodnikami.

4.Wnioski

Nie ma wątpliwości, że będą w przyszłości powstawać nowe typy roślin GM i każdy z nich będzie musiał zostać poddany skrupulatnej ocenie odnośnie potencjalnego zagrożenia dla środowiska. Jednocześnie należy sobie zdawać sprawę, że naukowiec nigdy nie może wykluczyć

pewnych niepewności związanych z nowymi technologiami czy produktami. Jeżeli jednak decyzje podejmowane są na podstawie danych naukowych, to margines ryzyka będzie bardziej zrozumiały dla społeczeństwa, które może zaakceptować decyzję o podjęciu tego ryzyka, na podstawie zebranych solidnych faktów. Głównie należy zwrócić uwagę że powyższe badania jasno wskazują iż zastosowanie roślin GM nie wpływa negatywnie na gatunki pożyteczne z ludzkiego punktu widzenia. Nie szkodzi również człowiekowi. Można tu jeszcze dodać opis pewnej sytuacji w której obrazuje się zagrożenie przepływem genów z hodowli roślin GM do odmian roślin tej samej rodziny. Jeden z rolników występujący z zarzutem że jego naturalna uprawa kukurydzy została „skażona” tak naprawdę był oszustem i wyselekcjonował roślinny GM nie będące wrażliwe na herbicydy, które przez przypadek znalazły się na terenie jego uprawy ( wysypał się jeden z worków z nasionami przewożonymi przez ciężarówkę i mającymi trafić do sąsiada tegoż rolnika) i tak nie musząc płacić firmie produkującej nasiona GM mógł korzystać z osiągnięć biotechnologicznych w rolnictwie. Jednak firma dowiedziała się o tym a rolnikowi wytoczono liczne procesy w tej sprawie. Dlatego mimo wszelkich wątpliwości GMO to przyszłościowe i najlepsze rozwiązanie dla ludzkości w obliczu głodu niosący rozwiązanie w zwalczaniu wielu chorób.

5. Literatura

1. http://www.ankietka.pl/wyniki-badania/35112/organizmy-i-zywnosc-genetycznie-modyfikowana-gmo.html, 4.12.2012

2. http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2007/255.pdf, 4.12.2012

3. http://www.polityka.pl/nauka/ekologia/1522635,1,falszywi-prorocy-gmo-cz3-jeffrey-smith.read, 4.12.2012

---