بخشی از مقاله
گياهان تراريخته مفيد يا مضر براي کشاورزي پايدار؟
چکيده
تقاضاي روز افزون براي مواد غذايي چالشي عمده براي بشر مي باشد. بنابراين بايد به فکر توليد حداکثر محصولت با کمترين اثرات زيان آور براي بشر و همچنين محيط زيست بود. درحال حاضر بحث هايي در مورد ايجاد بهترين استراتژي براي همگام شدن با رشد جمعيت جهان و افزايش تقاضاي مواد غذايي وجود دارد. يکي از اين استراتژيهاي کارآمد استفاده از گياهان تراريخته مي باشد. گياهان تراريخته پتانسيل کمک در هر مرحله از توليدات محصولت پايدار را دارا هستند. مهندسي ژنتيک ميتواند با دستورزي، گياهان را در مقابل بيماري ها، آفت ها و همچنين تنش هاي زنده متحملتر کرده و همچنين باعث بهبود عمر مواد غذايي مي گردد. علوه براين ميتوان براي افزايش مقدار مواد ريزمغذي و ويتامينها و آمينواسيد هاي ضروري در محصولت از گياهان تراريخته استفاده نمود. از طرف ديگر کشاورزي پايدار ديگر يک مسئله اختياري نبوده بلکه يک مسئله اجباري مي باشد و بايد بسيار مورد توجه قرار گيرد. اگرچه پذيرش گياهان GM باعث کاهش استفاده از آفتکش ها و علفکش ها شده ولي سرسخت ترين مخالفان اين گياهان طرفداران محيط زيست بوده که اين گياهان را خطري جدي براي محيط زيست ميدانند.
واژههاي کليدي
گياهان تراريخته، کشاورزي پايدار، محيط زيست، تنوع زيستي
١- مقدمه
طبق پيش بيني هاي انجام شده جمعيت جهان در دهه هاي آتي به نه ميليارد نفر خواهد رسيد که از نگراني هاي شديد اين افزايش جمعيت مرگ ده کودک در هر دقيقه بخاطر گرسنگي مي باشد [١] برهمين اساس در طي ٠٤ سال آينده محصولت )مواد غذايي( با در نظر گرفتن محدوديت هايي از قبيل زمين هاي قابل کشت، آب و بدتر شدن تغييرات اقليمي جهت برابري با چنين رشد جمعيتي به طور چشمگيري بايد افزايش يابد [٢]. در حال حاضر نيز حدود ٢٠٢ ميليون نفر در گرسنگي به سر مي برند [٣].
کشاورزي اولين منبع غذا مي باشد اما کشاورزي مدرن بخاطر آلوده کردن آب آشاميدني، تخريب و فرسايش خاک و کاهش تنوع زيستي ، باري روي محيط زيست محسوب مي گردد [٠]. با افزايش جمعيت و با توجه به تغييرات اقليمي پيش بيني شده، جهت افزايش محصولت نياز به دسترسي به منابع ژنتيکي ضروري مي باشد [٥]. براي دستيابي به چنين ضرورتي دانش و شيوه هاي موجود کافي نمي باشد بلکه حفاظت از منابع وسيع ژنتيکي محصولت و نژادهاي موجود مثل خويشاوندان وحشي گونه ها براي مقابله با يکنواخت سازي محصولت کشاورزي را نيازمند است، بنابراين تنوع زيستي فاکتور اساسي در گسترش کشاورزي پايدار مي باشد
[٦]. پايداري ير اين اصل استوار است که رفع نيازهاي حال حاضر بايد بدون به خطر انداختن توانايي نسل هاي آينده باشد [٧]. کشاورزي پايدار جايگزيني براي حل مسئله اساسي و کاربردي مربوط به توليد مواد غذايي در مسير زيست محيطي مي باشد [٢]. بحث هايي در مورد چگونگي افزايش توليد جهاني غذا بر روي تاييد يا رد استفاده از گياهان دستورزي شده ژنتيکي )GM( متمرکز گرديده است. مهمترين موضوع، تاثير وسيع استفاده از محصولت تراريخته روي تنوع زيستي است [٥]. بر طبق بررسي ها و برآوردهاي سازمان ملل و فائو جهت رفع نياز غذايي استفاده از محصولت GM ضروري مي باشد [٣].
بيوتکنولوژي کشاورزي بر اساس ارگانيسم هاي اصلح شده ژنتيکي بوده و نشان دهنده يکي از پيشرفته ترين نوآوري هاي تکنولوژيکي در کشاورزي مدرن است [٩]. معرفي فن آوري GMO همانند انقلب سبز سال ١٩٥٤ با نام انقلب ژن مورد تحسين قرار گرفت [١٤]. دستورزي
ژنتيکي يک تکنولوژي براي اصلح گياهان مي باشد که ١٦ سال است که به طور تجاري مورد استفاده قرار مي گيرد. گياهان دستورزي شده با اصطلحات GMO،GM ، گياهان تراريخته و گياهان بيوتک ناميده مي شوند که به مفهوم دريافت DNA خارجي است که بطور طبيعي در ژنوم گياه وجود ندارد [١١]. بيشترين محصولت تراريخته کشت شده شامل چهار گياه ذرت، سويا، کتان و کلزا بوده و عمده صفات مورد دستورزي مقاومت به حشرات، ويروس ها و علف کش ها بوده است. هرسه اين دستورزي ها جزو ويژگي هاي کشاورزي بوده و جهت بهبود مديريت و عملکرد محصولت مي باشد و هدف، کشاورز است ولي برخي دستورزي صفات مثل بهبود نشاسته سيب زميني جزو ويژگي هاي کيفي بوده و هدف مشتري مي باشد [١١]. در سال ٢٤١٢ ، ٢٢ کشور دنيا بطور تجاري در حال کشت گياهان GM بوده که از اين تعداد ٢٤ کشور جزو کشورهاي درحال توسعه و ٢ کشور جزو کشورهاي صنعتي مي باشند [١٢].
٢- گياهان تراريخته
اصطلح بيوتکنولوژي در سال ١٩١٧ توسط يک کشاورز مجارستاني به نام کارل ارکي بکار گرفته شد. تحقيقات در سال هاي ١٩٧٤ ادامه داشت که در سال ١٩٧٥ قورق کوهلر و سزار ميلستين شروع و به توليد آنتي بادي هاي مونوکلونال کرد. در همين سالها بود که پتانسيل تکنولوژي جديد در کشاورزي نيز امتحان شد. اولين گياه GM، تنباکو بود که در سال ١٩٢٣، بخاطر اهداف علمي توليد گرديد. در سال ١٩٩٠ اداره غذا و دارو آمريکا اولين غذاي ژنتيکي دستورزي شده را تاييد نمود که گوجه اي بنام ) Flavr savr( بود [١٣]. بيوتکنولوژي يک علم جديد نيست، اين علم از زمانهاي بسيار ديرين به هنگام توليد پنير، نان و نوشيدني هاي الکلي و ماست استفاده مي شد که مي توان اصطلح بيوتکنولوژي سنتي را به آن داد، اما در عصر حاضر با توسعه و رشد بيولوژي مولکولي بيوتکنولوژي داراي معني و پتانسيل جديد مي باشد. بيوتکنولوژي مدرن داراي اثرات جهاني و اجتماعي است [١٠].
٣- مهندسي ژنتيک و گياهان GM
در طي ٣٤ سال گذشته رشته بيوتکنولوژي کشاورزي به سرعت رو به رشد بوده آن هم به دليل افزايش دانش در مورد DNA مي باشد. مهندسي ژنتيک يکي از مدرنترين ابزار بيوتکنولوژي کشاورزي مبتني بر تکنولوژي
DNA نوترکيب مي باشد [١٥]. مهندسي ژنتيک نمونه اي از بيوتکنولوژي مدرن بوده و فرآيندي است که ژنهاي خاصي را بين ارگانسيم ها انتقال مي دهد و يا با حذف و اضافه کردن ژنهايي در موجودات زنده، صفتي را در آنها تغيير مي دهد بنابراين از طريق مهندسي ژنتيک گياهان تراريخت ايجاد مي شوند. عاملي که باعث جالب توجه بودن بيوتکنولوژي مدرن مي شود اين است که اجازه انتقال حتي تنها يک يا چند ژن مطلوب را مي دهد بنابراين به دانشمندان اجازه گسترش محصولتي با ويژگي هاي مفيد خاص و کاهش ويژگي هاي غيرمطلوب را مي دهد [١٠]. بر اساس بررسي ها ميزان کشت گياهان GM درسال ٢٤١٢ نسبت به ٢٤١١ از ١٦٤ ميليون هکتار به ١٧٤.٣ ميليون هکتار افزايش يافته و همچنين سرعت رشد جهاني نيز نسبت به سال ٢٤١١، ٦% افزايش يافته است. در سال ٢٤١٢ از ٢٢ کشور کشت کننده محصولت GM، ٢٤ کشور درحال توسعه و ٢ کشور صنعتي را شامل مي شود و براي اولين بار در اين سال کشورهاي درحال توسعه ٥٢% از محصولت GM دنيا را توليد کردند.
در دنيا اولين و بزرگترين کشور توليد کننده گياهان GM آمريکا با ٦٩.٥ ميليون هکتار و بعد آن به ترتيب برزيل با ٣٦.٦ ميليون هکتار، آرژانتين ٢٣.٩ ميليون هکتار، کانادا با ١١.٦ هکتار و هندوستان با ١٤.٢ ميليون هکتار مي باشد [١٢].
٤- مزاياي استفاده از محصولت GM
محصولت GM مي توانند از راه هاي زير براي جمعيت در حال رشد و همچنين زيست محيط فوايدي را داشته باشند. مقاوم دربرابر علف کش ها: براي برخي محصولت از بين بردن فيزيکي علف هاي هرز مثل خيش زدن مقرون به صرفه نيست بنابراي کشاورز مجبور به استفاده از علف کش هاي مختلف مي باشد که زمانبر و هزينه بر مي باشد و همچنين بايد مراقب باشد تا به محصولت خود و محيط زيست نيز آسيبي نرسد. استفاده از محصولت GM مقاوم به علف کش مي تواند با کاهش استفاده از علف کش به عدم تخريب محيط زيست کمک کند. براي مثال توليد سوياي مقاوم به علف کش که با کشت اين سويا زارع تنها نياز به استفاده از يک علف کش ب جاي چندين علف کش دارد که باعث کاهش هزينه توليد و محدود کردن خطرات ناشي از ضايعات کشاورزي مي گردد [١٦].
مقاوم دربرابر حشره و آفت: از بين رفتن محصول در اثر خسارات حشره و آفت مي تواند موجب از دست رفتن هزينه کشاورز و قحطي در کشورهاي درحال توسعه مي گردد. کشاورزان هر ساله از هزاران تن آفت کش شيميايي استفاده مي کنند. مصرف کنندگان به دليل خطرات آفت کش ها بر سلمتي مايل به مصرف مواد غذايي تيمار شده با آفت کش نسيتند و همچنين استفاده بيش از حد از اين مواد شيميايي موجب آلودگي آب و آسيب به محيط زيست مي گردد. بنابراين رشد محصولت GM مثل ذرت B.t مي تواند در حذف استفاده از آفت کش ها و همچنين کاهش هزينه محصولت در بازار گردد [١٧]. ژني که مقاومت برابر حشرات را باعث مي شود از يک باکتري خاکزي بنام Bacillus thuringeinsis استخراج شده است که اين باکتري براي تعدادي از آفات و حشرات پاتوژن مي باشد [١٢]. مقاوم دربرابر بيماري: ژن هايي که باعث مقاومت به ويروس هاي گياهي مي شوند در برخي محصولت گياهي مثل تنباکو، گوجه فرنگي معرفي شده است. با انتقال ژن هاي رمز کننده پروتئين کپسول ويروسي، گياهان در برابر برخي بيماري هاي ويروسي به دليل مسدود شدن انتشار ويروس مقاوم مي گردند [١٢]. مقاوم دربرابر يخ زدگي )سرما(: براي مقاومت در برابر يخ زدگي نيز محصولت تراريخته اي بدست آمده است اما هنوز در مقياس وسيع مورد استفاده واقع نشده است. براي توليد اين نوع گياهان دو روش وجود دارد، اولي کشت معمولي و سپس تيمار با باکتري ضد يخ زدگي )بخصوص توت فرنگي( و دومي استفاده از ژن ماهي هايي که در آب هاي سرد زندگي مي کنند مانند ماهي Hippoglossus hippoglossus که در درياي شمال زندگي مي کنند. اين ژن نيز به توت فرنگي منتقل شده است [١٢]. بهبود کيفيت غذايي: محصولت GM مي توانند حاوي مغذي باشند که در رژيم غذايي روزانه مردم کم است. براي مثال برنج طليي. برنج يکي از اصلي ترين مواد غذايي براي اکثريت مردم جهان است. بتا کاروتن که پيش ساز ويتامين A مي باشد در برنج وجود ندارد و همين امر منجربه کمبود گسترده ويتامين A در دنيا مخصوصا جنوب شرقي آسيا مي باشد. در سال ٢٤٤٤ محققان اروپايي توانستند برنج تراريخته اي بدست آورند که قادر به توليد بتا کاروتن در داخل آندوسپرم بود [١٢].
به تاخير انداختن رسيدگي: اين ويژگي براي اولين بار روي گوجه فرنگي امتحان شد. اين کار به دو طريق انجام مي گيرد يکي از طريق انتقال ژني که باعث مسدود شدن سنتز گالکتورناز شده که نقش اين آنزيم نرم تر شدن ميوه هاست و ديگري از طريق مسدود کردن سنتز هورمون رسيدگي مي باشد [١٢].
مقاومت دربرابر شوري: قسمت عمده زمين ها شور بوده و غير قابل استفاده براي کشت مي باشد. محققان دانشگاه کاليفرنيا گوجه فرنگي تراريخته اي را توليد کرده اند که به خوبي در خاک شور رشد مي کند. اين گياه تراريخته بطور شديدي پمپ آنتي پورت سديم.پروتون را بيان مي کند و باعث ارسال زياد سديم به واکوئل سلول هاي برگي مي شود [١٢]. استفاده در داروسازي: توليد واکسن و دارو اغلب پر هزينه بوده و گاها نيازمند شرايط ويژه اي براي نگهداري مي باشد که در کشورهاي جهان سوم به اساني دردسترس نيست. محققان بر روي واکسن خوراکي در گوجه فرنگي و سيب زميني کار مي کنند که اين واکسن هم به راحتي قابل نقل• و انتقال بوده و هم نگهداري و توزيع آن نسبت به واکسن هاي تزريقي قديمي آسانتر است [١٩].
استفاده در بازسازي گياهي: اين خصوصيت در همه گياهان GM
نيست. آلودگي خاک و آبهاي زيرزميني در برخي نقاط جهان مشکل ساز شده است. گياهان نيز مي توانند براي پاکسازي فلزات سنگين خاک مورد دستورزي قرار گيرند [١٤]. بيشترين گياهان GM کشت شده غير از سويا و کتان، ذرت و کلزا مي باشد و بيشترين صفت مورد دستورزي مقاومت به علف کش و سپس مقاومت به حشره کش ها است [٢١].
٥- برخي انتقادات عليه محصولت GM
برخي از مردم بر اين باورند که اثرات گياهان GM هنوز به اندازه کافي قابل شناسايي نبوده است. نگراني ها درمورد استفاده از DNA ويروسي در برخي گياهان GM که ممکن است براي بدن انسان خطراتي داشته باشد و غير طبيعي بودن اين محصولت است. انتقادات عليه محصولت GM را ميتوان در اين سه دسته جاي داد: خطرات محيطي، تهديد سلمتي انسان و نگراني هاي اقتصادي
