Η νέα γεωργική επανάσταση και οι μελλοντικές προσδοκίες

Η νέα γεωργική επανάσταση και οι μελλοντικές προσδοκίες

Ένα από τα προβλήματα που καλείται να αντιμετωπίσει η σύγχρονη γεωργία είναι η διατήρηση των αποθεμάτων αρδευτικού ύδατος, καθώς οι εκτεταμένες καλλιέργειες τις τελευταίες δεκαετίες συρρίκνωσαν τον υδροφόρο ορίζοντα ή αύξησαν την περιεκτικότητά του σε άλατα λόγω ανάμιξης με θαλασσινό νερό.

Η ανάπτυξη φυτών που ευδοκιμούν σε εδάφη αρδευόμενα με νερό υψηλής περιεκτικότητας σε άλατα αποτελεί μία φιλόδοξη προσέγγιση επίλυσης του προβλήματος.

Φυσικά στελέχη του φυτού ντομάτας αποδεικνύονται περισσότερο ανθεκτικά στο αλατούχο νερό συγκριτικά με άλλα. Στους ιστούς των φυτών αυτών παρουσιάζεται αυξημένη συγκέντρωση αλάτων λόγω της υψηλής διαπερατότητας των ιστών τους απέναντι στα άλατα, αντίθετα με τα ευαίσθητα στο αλατούχο νερό φυτά, στους ιστούς των οποίων παρεμποδίζεται η διέλευση των αλάτων.

Από τη διέλευση των εν λόγω στελεχών προέκυψε φυτό που χαρακτηρίζεται από ανθεκτικότητα σε υψηλή συγκέντρωση αλάτων στους ιστούς και παρεμπόδιση της μεταφοράς επιπλέον αλάτων σε αυτούς. Το φυτό αυτό αναπτύσσεται σε εδάφη πλούσια σε αλατούχα συστατικά και παράγει μικρές αλλά νόστιμες ντομάτες.

Τα νέα φυτά ντομάτας χαρακτηρίζονται από επιθυμητές ιδιότητες, που απέκτησαν μέσω της διασταυρούμενης γονιμοποίησης παρά της γενετικής μηχανικής και δεν αποτελούν ως εκ τούτου γενετικώς τροποποιημένους οργανισμούς.

Η δημιουργία νέων οργανισμών μέσω της διασταύρωσης καλλιεργήσιμων φυτών με άγρια στελέχη, τα οποία χαρακτηρίζονται από ανθεκτικότητα σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, ίσως στο μέλλον αντικαταστήσει πολλές από τις καλλιέργειες των γενετικώς τροποποιημένων φυτών και περιορίσει την περί αυτών διαμάχη. Η πρώτη αυτή μελέτη απετέλεσε την απαρχή για την κατανόηση των γενετικών μηχανισμών που λειτουργούν όταν ένα φυτό υπόκειται σε ακραίες συνθήκες, όπως το πότισμα με θαλασσινό νερό, η ξηρασία και η έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Η απόκριση των φυτών στις συνθήκες αυτές είναι εξαιρετικά πολύπλοκη, καθώς περί τα 2000 γονίδια εμπλέκονται στην αντοχή έκθεσής τους σε οποιεσδήποτε ακραίες συνθήκες ενώ το ένα τρίτο από αυτά είναι σημαντικά για την απόκριση σε κάθε μία ξεχωριστά από αυτές. Τα γονίδια εντοπίζονται στο γονιδίωμα ακόμη και των ευαίσθητων φυτών αλλά φαίνεται να ενεργοποιούνται μόνο στα ανθεκτικά στελέχη. Φιλοδοξία των γενετιστών αποτελεί η αποσαφήνιση του τρόπου με τον οποίο ενεργοποιούνται συγκεκριμένα γονίδια την κατάλληλη στιγμή ώστε να δημιουργήσουν τις τέλειες ποικιλίες.

Η μεταφορά αλληλόμορφων γονιδίων (γονιδίων που ελέγχουν την ίδια ιδιότητα με διαφορετικό τρόπο) από άγρια στελέχη σε εξημερωμένα είδη χαρακτηρίστηκε ως επανάληψη της αγροτικής επανάστασης που συνέβη δεκάδες χιλιάδες χρόνια πριν, όταν ο άνθρωπος ανέπτυξε τις πρώτες καλλιέργειες.

Ωστόσο, παρά την αισιοδοξία των γενετιστών, οι δυνατότητες εμφάνισης ανθεκτικών φυτών είναι περιορισμένες, καθώς με τη μέθοδο της διασταυρούμενης γονιμοποίησης είναι δυνατή η μεταφορά των επιθυμητών γονιδίων μόνο εάν αυτά υπάρχουν σε συγγενή στελέχη με τα οποία είναι εφικτή η γονιμοποίηση.

Μια καταστροφική ασθένεια των καλλιεργειών σιταριού οφείλεται στον μύκητα Gaeumannomyces graminis, στον οποίο κανένα στέλεχος σιταριού δεν επιδεικνύει ανθεκτικότητα. Το γονίδιο ανθεκτικότητας εντοπίζεται στη βρώμη, με την οποία όμως η διασταύρωση του σιταριού είναι αδύνατη. Στην περίπτωση αυτή, ό,τι αποδεικνύεται αδύνατο για τις παραδοσιακές τεχνικές αναπαραγωγής αποτελεί υπόθεση ρουτίνας για την τεχνολογία της Γενετικής Μηχανικής.

Καλλιέργειες και οι νέες βιομηχανίες φαρμάκων

Ενώ ο δημόσιος διάλογος και η αντιπαράθεση για την ασφάλεια των γενετικώς τροποποιημένων τροφίμων βρίσκονται στο αποκορύφωμά τους, φαρμακευτικές εταιρίες αξιοποιούν την τεχνογνωσία της Γενετικής Μηχανικής για την εισαγωγή ανθρώπινων γονιδίων σε καλλιεργήσιμα είδη φυτών. Στόχος είναι η παραγωγή σε φυτικούς ιστούς φαρμακευτικών ουσιών που θα αυξήσουν τις δυνατότητες αντιμετώπισης σοβαρών ή και ανίατων ασθενειών, όπως το AIDS, ο καρκίνος και η νόσος Alzheimer.

Στα εργαστήρια της αμερικανικής εταιρίας Epicyte επιτεύχθηκε η μεταφορά σε καλαμπόκι ανθρώπινων γονιδίων που καθορίζουν τη σύνθεση εξειδικευμένου αντισώματος κατά του σεξουαλικώς μεταδιδόμενου ερπητοϊού. Η ωρίμανση και η καρποφορία του φυτού θα οδηγήσει στην παραγωγή μιας γέλης για τοπική χρήση, που θα ανακουφίζει τους ασθενείς από τα συμπτώματα της ασθένειας.

Επιπλέον πραγματοποιούνται κλινικές δοκιμές για την αποτελεσματικότητα φαρμάκων κατά της κυστικής ίνωσης και της ηπατίτιδας Β, που παράγονται από ειδικά τροποποιημένους για τον σκοπό αυτό φυτικούς οργανισμούς. Παράλληλα κυκλοφορεί ήδη στην αγορά ένα ένζυμο που συντίθεται στους ιστούς του καλαμποκιού και ρυθμίζει την παραγωγή της ινσουλίνης στο πάγκρεας ενώ στους άμεσους στόχους είναι η παραγωγή εμβολίου κατά της ηπατίτιδας σε ιστούς φρούτων και φαρμάκων κατά του AIDS σε φύλλα καπνού.

Οι σχεδιαστές της τεχνολογίας για την παραγωγή φαρμάκων από διαγονιδιακά φυτά (biopharming) εκτιμούν ότι με αυτές τις μεθόδους θα δομηθεί μία εξαιρετικά επικερδής βιομηχανία φαρμάκων. Την τελευταία δεκαετία οι επαναστατικές μέθοδοι χειρισμού του DNA δημιούργησαν μία νέα γενιά φαρμάκων από ανθρώπινα αντισώματα, των πρωτεϊνών που παράγονται φυσιολογικά από τα λεμφοκύτταρα και συμβάλλουν στην άμυνα κατά των παθογόνων μικροοργανισμών.

Η παραγωγή των αντισωμάτων επιτυγχάνεται σε κύτταρα-κλώνους, που είναι είτε καρκινικά είτε κύτταρα ζωικών ιστών τα οποία έχουν προηγουμένως συντηχθεί με λεμφοκύτταρα. Το υψηλό κόστος (περί τα 600 εκατομ. δολάρια) και η μεγάλη διάρκεια σχεδιασμού και υλοποίησης (7 έτη) της παραγωγής ενός είδους αντισώματος με τη μέθοδο αυτή, στρέφει τις φαρμακευτικές εταιρίες στην αξιοποίηση των φυτικών καλλιεργειών για την επίτευξη του ίδιου στόχου.

Στην περίπτωση αυτή το κόστος παραγωγής φαρμακευτικών πρωτεϊνών υποδιπλασιάζεται, γεγονός που διευρύνει τις δυνατότητες για την παραγωγή εμβολίων ή φαρμάκων ακόμη και για ασθένειες των ζώων, που μέχρι σήμερα αντιμετωπίζονται αποκλειστικά με αντιβιοτικά.

Ο αντίλογος που προέρχεται από τους σκεπτικιστές είναι ηχηρός και δεν είναι λίγοι εκείνοι που ανησυχούν μήπως τα φαρμακευτικά αυτά προϊόντα καταλήξουν ως συστατικά των τροφών. Τον Δεκέμβριο του 2002 το Υπουργείο Γεωργίας των Ην. Πολιτειών επέβαλε την αποτέφρωση 500.000 μοδιών σόγιας, ενός φυτού που χρησιμοποιείται ως συστατικό σε πλήθος τροφών, λόγω της ακούσιας ανάμιξής του σε σιλό με καλαμπόκι που είχε τροποποιηθεί για την παραγωγή εμβολίου κατά της διάρροιας των χοίρων!

Υπαίθριες καλλιέργειες φυτών με δυνατότητα παραγωγής φαρμακευτικών ουσιών πραγματοποιούνται ήδη σε 14 αμερικανικές Πολιτείες, κάποιες σε απομονωμένες περιοχές και κάποιες σε απόσταση 1,5 km από παραδοσιακές καλλιέργειες, καθώς αυτή είναι η ελάχιστη έκταση της ουδέτερης ζώνης που ο νόμος επιβάλλει. Οι συνέπειες από την πιθανή μεταφορά της γύρης σε απόσταση μόλις 1,5 km και της διασποράς των ανθρώπινων γονιδίων στη βιόσφαιρα θα αποτελέσουν ίσως ένα σύγχρονο γενετικό εφιάλτη.