همه چیز درباره مهندسی ژنتیک

مواد آلی ارگانیک (زیستی)، براساس تعریف نباید حاوی فرآورده های مهندسی ژنتیک باشند. کشاورزان ارگانیک زیستی برای تولید مواد غذایی ارگانیک (زیستی) گواهی شده نباید از محصولات زراعی تغییر یافته ژنتیکی، بذر و مواد تک مهندسی ژنتیک یا هرگونه محصولی که حاصل مهندسی ژنتیک باشد، استفاده کنند.

برای پی بردن به دلیل این امر، باید ابتدا مهندسی ژنتیک را شناخت و با کاربردها و نگرانی هایی که پیرامون این فناوری وجود دارد آشنا شد.

کشاورزان در نظام های زراعی رایج در آمریکای شمالی سالانه میلیونها هکتار را به کشت ذرت، کلزا، پنبه و سیب زمینی اختصاص می دهند که در آنها ژن های جدید و بیگانه به گیاه مادری آنها وارد و اضافه شده است.

این ژنها، صفات خاصی را در گیاهان ایجاد می کنند که به عنوان مثال می توان به مقاومت علف کشها یا تولید سم (.B.t) اشاره کرد.

محصولات زراعی مقاومت به علف کش مانند کلزا به شکلی طراحی شده اند که کشاورزان بتوانند از علف کشهای غیر انتخابی برای کنترل علفهای هرز، بدون آسیب دیدن گیاه زراعی استفاده کنند.

گیاهانی که ژنهای .B.t را دارند در اندام های هوایی خود سمی تولید می کنند که آفاتی نظیر کرم ساقه خوار ذرت، سوسک کلرادوی سیب زمینی و کرم غوزه پنبه را از بین می برد.

همچنین بذر تغییر یافته ژنتیکی کدوتنبل، کتان، گندم و گوجه فرنگی نیز به طور رسمی وارد بازار کانادا شده است. در حال حاضر نیز مطالعات و آزمایشهای مزرعه ای برای دیگر محصولات زراعی و سبزیجات در حال انجام است.

در بحث مهندسی ژنتیک باید به این نکته تأکید کرد که این بحث، علم جدیدی است. ساختار DNA که اساس ژنتیکی هر موجود زنده را تشکیل می دهد کمتر از پنجاه سال است که شناخته شده است.

نخستین محصولات غذایی تغییریافته ژنتیکی در اوایل دهه ۱۹۹۰ وارد بازار شد. براساس استاندارد کشاورزی ارگانی (زیستی) کانادا، استفاده از ارقام گیاهی، بذر، مواد تکثیری، ژرم پلاسم، قلمه یا هر گونه ماده گیاهی که براساس مهندسی ژنتیک یا از موجودات تغییر یافته ژنتیکی با فناوری مربوط به آن به دست آمده باشد ممنوع است.

تفاوت اصلاح سنتی و مهندسی ژنتیک

یک دورگ، حاصل آمیزش دو فرد متفاوت یا دورگه متفاوت از یک گونه است. این با افراد یا از رگه ها که به شکل آگاهانه انتخاب و آمیزش داده میشوند از بعضی جنبه ها با همدیگر تفاوت دارند.

چنانکه تلاقی آنها باعث بروز پدیده دورگ برتر می شود که مثال آن تلاقی دورگه ذرت است که حاصل فرایندی طبیعی است.

اما یک گیاه تولید شده از مهندسی ژنتیک، حاصل فرآیندهایی غیر طبیعی است. مهندسی ژنتیک مستلزم عبور از موانع و محدودیت هایی است که به شکل خاص در طول زمان در موجودات تکامل یافته است تا از تمامیت و ماهیت گونه حفاظت کند.

این موانع به دلیل حفاظت گونه در برابر هجوم DNA بیگانه و عدم راهیابی DNA گونه به دیگر گونه ها وجود دارند.

با این حال، گیاهان همواره تلاش زیادی به خرج می دهند تا ژن های خودی را از ژن های بیگانه شناسایی کرده و آنها را از تلاقی با یکدیگر مصون بدارند و تمامیت گونه ای خود را حفظ کنند.

تولید یک گیاه مهندسی ژنتیک به معنای از بین بردن تمام این موانع ذاتی و تکاملی در برابر هجوم DNA بیگانه است.

مهندسی ژنتیک چگونه عمل می کند؟

متخصصان فناوری ارگانیک (زیستی) بیش از آن که در اصلاح گیاهان زراعی به دنبال کسب صفات مطلوب باشند، تلاش می کنند تا ژن های مربوط به صفات مورد نظرشان را جدا و وارد سلولهای دیگر کنند.

این متخصصان برای وارد کردن ژنها به سلولها، یک بسته چند ژنی را از یک موجود به موجود دیگر منتقل می کنند.

آنها از قطعات کوچک حلقوی DNA که در باکتری وجود دارد و پلاسمید نامیده می می کنند استفاده می کنند و با برش زدن آنها ژن های مورد نظر را اضافه می کنند.

در این مورد نظر یا راه انداز (معمولا از ویروس موزاییک گل کلم گرفته می شود) نشانگر شرکت دارند. راه انداز باعث میشود تا ژن جدید به طور کامل و همیشگی سلول میزبان شود.

ژنهای نشانگر معمولا باعث انتقال مقاومت به یک آنتی بیوتیک ویژه می شوند و روش ساده ای را در اختیار دانشمندان برای به گزینی سلول ها قرار میدهند.

کلیه سلول ها در معرض یک آنتی بیوتیک قرار می گیرند و هر سلولی که زنده باقی بماند دارای این ژنهای جدید است.

در فناوری ارگانیک (زیستی) کشاورزی، وارد کردن ژن توسط تلقیح باکتریایی یا روشهای مکانیکی انجام میشود.

در مورد تلقيح باکتریایی، از یک باکتری خاص یعنی گونه Agrobacterium tumefaciens استفاده میشود. این باکتری باعث ایجاد یک بیماری و تشکیل غده در گیاهان می شود.

باکتری مورد اشاره باعث ورود یک پلاسمید به سلول های گیاهی میشود که بر DNA سلول گیاهی غلبه کرده و مواد غذایی مورد نیاز باکتری را تولید می کند.

متخصصان فناوری ارگانیک (زیستی) از این پلاسمید به عنوان حامل ژن های جدید استفاده و سلول های گیاهی را به آن آلوده می کنند.

سپس این سلولها با یک آنتی بیوتیک به گزینی می شوند و سلولهای گیاهی که زنده باقی می مانند انتخاب و رشد داده میشوند.

در گیاهانی همچون غلات که به طور طبیعی نسبت به این باکتریها ایمنی دارند از روشهای مکانیکی استفاده می شود.

معمول ترین روش مکانیکی، استفاده از تفنگ زنی است که در آن قطعات ریزی از تنگستن پوشیده شده از ژن به داخل یک محیط کشت سلول گیاهی تزریق می شود.

نگرانی های مربوط به مهندسی ژنتیک

انتقادات علمی جدی و شدیدی در مورد مهندسی ژنتیک و سلامت فرایندها و موادی طی آن در قالب بسته ژنی وارد سلول های گیاهی می شود وجود دارد.

وارد کردن ژن های راه انداز، بالقوه مشکل ساز است، زیرا مواد ژنتیکی جدید دیگر هیچ گاه از سلول میزبان خارج نمی شوند.

یک سلول در حالت طبیعی تنها ژن های خاصی را در واکنش به شرایط خاص فعال می کند.

ژنهای راه انداز بیگانه که سلول های گیاه هیچ آشنایی با آنها و نحوه عملشان ندارند، مانند ژن تولید کننده سم .B.t در سراسر عمر سلول فعال بوده و پیوسته عمل خواهند کرد.

تاکنون مشخص نشده است که آیا ژن های راه انداز بر دیگر بخش های DNA سلولی نیز تأثیر می گذارند یا خیر و یا مدت زمان فعالیت و اثرگذاری ژنهای بیگانه در یک سلول میزبان تاکنون معلوم نشده است.

یکی دیگر از نگرانی ها مربوط به نشانگرهای مقاومت به آنتی بیوتیک ها است. روند روزافزون خنثی شدن تأثیر آنتی بیوتیک به شکل نگران کننده ای در آمده است.

هنوز مشخص نشده است که مصرف مقادیر زیاد محصولات غذایی تغییر یافته ژنتیکی توسط انسان یا دام چه تأثیری بر مقاومت باکتریها (به ویژه باکتری روده) به آنتی بیوتیک ها دارد.

وارد کردن ژنها از گونه ای به گونه دیگری که در شرایط طبیعی هیچگونه تلاقی و دورگیری بین آنها وجود ندارد، نگرانی های زیادی را در مورد فرار ژن ها به وجود ورده است.

این پدیده معمولا در ویروس ها یا باکتریها که مواد ژنتیکی خود را به آسانی مبادله می کنند رخ می دهد و نگرانی این است که ممکن است ژنهای وارد شده از یک موجود به موجود دیگری منتقل شود.

هیچ یک از روش های ورود ژن و انتقال ژن به یک نقطه مشخص از کروموزوم، از دقت قابل قبولی برخوردار نیستند.

مشخص نیست که چه مقدار مواد ژنتیکی وارد سلول میزبان شده است، این مواد به چه قسمتی وارد شده اند و بر ژنهای مجاور و فعالیت سلول به چه شکل تأثیر می گذارند.

همچنین ممکن است این ژنها پس از یک نسل بی ثبات شوند و تحت تأثیر دیگر مکانیسم های سلولی خنثی گردند و همین امر بر ثبات رشد و عملکرد گیاهان زراعی تأثیر خواهد گذاشت.

اغلب سلول های دریافت کننده ژن های جدید، مربوط به موجودات ضعیف هستند که به بیماری حساس بوده و پس از چندی، صفات نامطلوب یا غیر منتظره ای بروز می دهند هرچند قبل از وارد کردن ژنها، آزمایش های متعدد و طولانی مدتی در مورد آنها انجام گرفته باشد.

اثرات جانبی پیش بینی نشده

پنبه کاران می سی سی پی در سال ۱۹۹۷، با ریزش ناگهانی ۲۵ درصد غوزه ها در ۷۵ هزار هکتار از مزارعی که پنبه مقاوم به رانداپ کشت شده بود، مواجه شدند.

شرکت مونسانتو که تولیدکننده بذر این پنبه ها بود مجبور به پرداخت میلیون ها دلار غرامت شد. ورود ژن مقاومت به علف کش رانداپ دارای اثرات جانبی پیش بینی نشده ای بود که باعث گردید ۲۵ درصد غوزه ها ریزش کنند.

کشاورزان ایالت جورجیا در سال زراعی ۹۹ – ۱۹۹۸ با کاهش شدید عملکرد سویای مقاوم به رانداپ مواجه شدند. با گرم شدن خاک در بهار، ژن مقاومت به رانداپ باعث شکستگی ساقه، افزایش هجوم قارچها و کاهش ۴۰ درصدی عملکرد شد.

نتایج آزمایش ها در شرایط کنترل شده در دانشگاه جورجیا نشان داد که هیچ یک از ارقام طبیعی و تراریخته سویا به جز ارقام مقاوم به رانداپ چنین مشکلی نداشتند و این مشکل فقط در خاک های گرم ظاهر میشد.

بنابراین مشخص شد که صفاتی غیر از مقاومت به رانداپ تحت تأثیر ژن تازه وارد مقاومت به این علف کش قرار گرفته اند.لازم به یادآوری است که این مشکل ممکن است در تمام گیاهان زراعی تغییر یافته ژنتیکی که در سطح گسترده وارد بازار شده اند رخ دهد، همچنان که این اتفاق افتاده است .

بنابراین می توان چنین نتیجه گرفت که چنین اثرات جانبی پیش بینی نشده ای خارج از کنترل تولید کنندگان محصولات تغییر یافته ژنتیکی (همچون شرکت مونسانتو) و سازمانها و انجمن های حفاظت از گیاهان زراعی هستند.

فرار دانه گرده از محصولات تغییر یافته ژنتیکی

تولیدکنندگان ارگانیک (زیستی) با مشکلات جدی در مورد محصولات تغییریافته ژنتیکی مواجه هستند.

گیاهان آزاد گرده افشانی که از طریق مهندسی ژنتیک تولید شده اند ممکن است با محصولات غیر تغییریافته آمیزش یابند.

زنبورها و باد باعث انتقال گرده ها از یک مزرعه به مزرعه دیگر می شوند.

به عنوان مثال، اگر یک کشاورز ارگانیک (زیستی)، ذرت ارگانیک (زیستی) را در نزدیکی یک مزرعه ذرت تغییر یافته ژنتیکی کشت کند، ذرتهای او می تواند با گرده ذرت تغییر یافته ژنتیکی آلوده شود.

در این حالت هرگز محصول وی به عنوان ارگانیک (زیستی) گواهی نمیشود و وی بازار ارگانیک (زیستی) را از دست خواهد داد.

فاصله گذاری و مناطق بافر می توانند به کاهش دگر گرده افشانی با محصولات تغییر یافته ژنتیکی کمک کنند، اما ایجاد مناطق بافر وسیع که مانع از این دگر گرده افشانی شود در بسیاری از مناطق به طور عملی امکان پذیر نیست.

گرده می تواند مسافت های طولانی را طی کند. با وجودی که گزارش شده است گرده ذرت تا ۸۰۰ متر جابه جا می شود، اما گزارش هایی هم از جابه جایی آن تا ۱۴۰ کیلومتر وجود دارد.

همچنین ممکن است بسیاری از کشاورزان نسبت به وجود مزارع محصولات تغییر یافته ژنتیکی در مجاورت مزارع خود آگاه نباشند.

گاه سازمان های گواهی کننده از کشاورزان ارگانیک (زیستی) استشهاد نامه هایی را طلب می کنند که در آنها کشاورزان مجاور رسما اعلام کرده اند که در مزارع آنها ان تغییر یافته ژنتیکی استفاده نشده است.

بادشکن ها و کمربندهای حفاظتی نیز به کاهش دگر گرده افشانی کمک می کنند. این نمی توانند به طور کامل از آن جلوگیری کنند.

به دلیل وجود چنین مخاط بسیاری از کشاورزان ارگانیک (زیستی) از کشت محصولات دگر گرده افشانی همه کلزا و ذرت پرهیز می کنند. هرچه استفاده از محصولات تغییر یافته ژنتیکی در یک منطقه افزایش یابد، تولید محصولات ارگانیک (زیستی) محدودتر خواهد شد.

استفاده از ژنهای .B.t در محصولات غیرارگانیک (زیستی) در حال حاضر ارقام ذرت، پنبه و گوجه فرنگی تغییر یافته ژنتیکی متعددی در بازار وجود دارد که در آنها از ژنهای حاصل از (.B.t) استفاده شده است.

با این حال، ظهور مقاومت حشرات به .B.t بدین معنا خواهد بود که کشاورزان ارگانیک (زیستی) دیگر نخواهند توانست از.B.t به عنوان عامل مبارزه با حشرات آفت استفاده کنند.

اکنون در کشاورزی این نکته به خوبی به اثبات رسیده است که هرچه آفت کش بیشتری مصرف شود، حشرات سریع تر نسبت به آنها مقاومت پیدا می کنند. کشت میلیونها هکتار محصولات حاوی سم .B.t بدین معنی است که به زودی حشره ها به این ماده مقاوم خواهند شد و دیگر نمی توان از آن برای مبارزه با آفات در نظام های ارگانیک (زیستی) استفاده کرد.

حشرات آفت می توانند همانگونه که به آفت کش های شیمیایی مقاوم شده اند، به محصولات زراعی حاوی آفت کش (نظیر سیب زمینی .B.t و ذرت .B.t) نیز مقاوم شوند.

تنها راهکار مدیریتی کشاورزان این است که زمان و چگونگی ظهور مقاومت را به تأخیر بیندازند. یکی از راهکارها که اکنون نیز توسط صنایع و دولت اعمال می شود وادار ساختن کشاورزان به اختصاص بخشی از مزرعه به کشت ذرت غیر تغییر یافته ژنتیکی است.

هرچند اثربخشی این راهکار در مورد ذرت .B.t هنوز به طور کامل تأیید نشده است و اکنون این راهکار به طور جدی زیر سؤال است. در حال حاضر بیش از یکصد ژن .B.t ثبت شده وجود دارد که هریک از آنها یک اسم پروتئین کریستالی (Cry) خاص را کد می کند.

هر سم نیز تنها بر نوع خاصی از حشرات مؤثر است به عنوان مثال سم موجود در سیب زمینی های .B.t تنها بر حشرات راسته سخت بال پوشان (سوسک هایی همچون سوسک کلرادوی سیب زمینی) تأثیر می گذارند.

سیب زمینی کاران ارگانیک (زیستی) که از .B.t برای کنترل سوسک کلرادوی سیب زمینی استفاده می کنند، با ظهور مقاومت .B.t در این سوسک، دیگر نخواهند توانست از .B.t بهره ببرند.

تهدید منابع بذری فعلی

جریان ژن از محصولات تغییریافته ژنتیکی، خطری است که گیاهان غیر تغییر یافته ژنتیکی و خویشاوندان آنها را تهدید می کند.

به عنوان مثال، در کانادا کلزای تغییر یافته ژنتیکی می تواند با دیگر اعضای خانواده کلم ها دورگ گیری کند.

در کشورهای در حال توسعه که خاستگاه بسیاری از محصولات تجاری مورد استفاده در کشورهای توسعه یافته هستند، خویشاوندان وحشی ذرت، برنج، گوجه فرنگی و دیگر محصولات دانه ای و سبزیجات نسبت به چنین تهدیدی بسیار آسیب پذیر هستند.

در آینده دسترسی به بذر غیر تغییر یافته ژنتیکی، به ویژه برای ارقام شایع دشوارتر خواهد شد. شرکت هایی بزرگ تجاری کشاورزی، روز به روز بازار را بیشتر در حیطه قدرت خود در آورده اند.

مشکل آلودگی بذر نیز در حال حاضر مزید برعلت ان بهار سال ۲۰۰۰ مشخص شد که بذرهای گواهی شده کلزای غیر تغییر یافته ژنتیکی که به اروپا ارسال شده بود به بذور کلزای تغییریافته ژنتیکی آلوده بودند که این آلودگی احتمالا توسط ابزارهای ماشینی کشاورزی ایجاد شده است.

نظریه سازگاری بیشتر محصولات تغییر یافته ژنتیکی با محیط زیست

شرکت های تولید کننده محصولات تغییر یافته ژنتیکی ادعا می کنند که این محصولات سازگاری بهتر و بیشتری با محیط زیست دارند. این درحالی است که محصولات تغییر یافته ژنتیکی هنوز هم نیازمند افت کشها و علف کشها هستند.

در حقیقت، یکی از مطالعات انجام گرفته توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده در سال ۱۹۹۹ نشان داد که در بسیاری از مناطق تحت کشت محصولات تغییر یافته ژنتیکی، آفت کش بیشتری مصرف شده بود و در بسیاری از این موارد هم عملکردها پایین بود.

یکی از مطالعاتی که در سال ۱۹۹۸ در دانشگاه ویسکانسین و با استفاده از ۸۰۰۰ آزمایش مزرعه ای انجام شد نشان داد که مصرف علف کش در محصولات تغییریافته ژنتیکی، ۲ تا ۵ برابر بیشتر از محصولات غیر تغییر یافته ژنتیکی بوده و مصرف علف کش در چنین مزارعی ده برابر مزارعی بود که در آنها از روشهای نوینی همچون مدیریت تلفیقی علفهای هرز استفاده شده بود.

نکته دیگری که در این ارتباط وجود دارد این است که گیاهان تراریخته مقاوم به آفت کش ها بسیاری از موجودات دیگر بوم نظامهای زراعی و طبیعی را نیز تحت تأثیر قرار داده اند.

تحقیقات بسیار اندکی در این زمینه صورت گرفته است. با این حال، در یکی از این پژوهش ها مشخص شد که پروانه های قرمزی که از علف هایی تغذیه کرده بودند که به گرده ذرت تغییر یافته ژنتیکی الوده بودند، در خطر نابودی قرار در خطر نابودی قرار دارند.

استفاده گسترده از محصولاتی که تک تک سلول هایشان آفت کش تولید می کنند، پیامدهای بوم شناختی غیر منتظره ای را به دنبال خواهد داشت.

پرهیز از آلودگی به محصولات تغییر یافته ژنتیکی

سازمان های گواهی کننده ارگانیک (زیستی) همواره به دنبال راهکارهایی جهت پرهیز از آلودگی به محصولات تغییر یافته ژنتیکی هستند.

مراحل زیر برای جلوگیری از آلودگی یک مزرعه ارگانیک (زیستی) به محصولات تغییریافته ژنتیکی توصیه شده است:

– خلوص و پاکیزگی بذر و استشهاد رسمی از شرکت تولید کننده بذر مبنی براین که بذر آنها عاری از مواد تغییریافته ژنتیکی است.

بسیاری از سازمانهای گواهی کننده ارگانیک (زیستی در اروپا، تولید کنندگان و فروشندگان بذر را نیز از نظر ارائه بذر عاری از مواد تغییریافته ژنتیکی گواهی و تأیید رسمی می کنند.

– اگر شرکت تولید کننده بذر قادر به تأیید عاری بودن بذر از مواد تغییریافته ژنتیکی نیست، بایستی بذر قبل از مصرف به آزمایشگاه ارسال شود.

– اطمینان از این که از مواد تکثیری که ممکن است حاوی مواد و فرآورده های تغییر یافته ژنتیکی باشند، استفاده نمی شود.

بعضی مواد تلقيح بقولات (همزیست با ریزوبیوم) تغییریافته ژنتیکی هستند، در حالی که در برچسب آنها این نکته اعلام نشده است.

برای گواهی عاری بودن این مواد تلقیح از مواد تغییریافته ژنتیکی به مدارک رسمی نیاز است.

– موقعیت جغرافیایی مزرعه از نظر جهت باد و رواناب به دقت بررسی شود تا مشکلی از نظر انتشار آفت کش ها وجود نداشته باشد.

هریک از مزارع مجاور در بالادست یا پایین دست که از محصولات تغییر یافته ژنتیکی استفاده می کند، مشخص شود.

-در اطراف مزرعه ای که ممکن است در معرض فرار گرده باشد، مناطق بافری ایجاد نمود.

براساس بررسی واحد پژوهش های گرده وابسته به انجمن خاک بریتانیا، گرده کلزا تا چهار کیلومتر و گرده ذرت تا ۸۰۰ متر جابه جا می شود.

– به همسایگان خود به طور مکتوب اطلاع داده شود که مزرعه مربوطه از نوع ارگانیک (زیستی) است.

– هنگام استفاده از ماشین آلات، از صاحب آن به طور مکتوب خواسته شود که پاکیزگی دستگاهها را تأیید کند.

یکی از موارد ناپسند، استفاده مشترک از ابزارهای ماشینی در مزارع ارگانیک (زیستی) و غیر ارگانیک (زیستی) است، به ویژه اگر محصولات ارگانیک (زیستی) را در بازارهای بین المللی به فروش می رسند.

سازمان های گواهی کننده اروپا از تولیدکنندگان ارگانیک (زیستی) خواسته اند از ماشین آلاتی استفاده کنند که هرگز در مزارع محصولات تغییر یافته ژنتیکی به کار نرفته اند، زیرا زدودن تمام الودگی های ناشی از مواد تغییر یافته ژنتیکی بسیار دشوار است.