Біотехнологія в сільському господарстві

Друга, після медицини, за значимістю область застосування новітньої біотехнології – сільське господарство і харчова промисловість. Біотехнологія дозволяє вирішувати основні проблеми сільського господарства: підвищення врожаю, поліпшення якості продукції, зниження ціни та мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище. Вчені прийшли до висновку, що якщо ми хочемо подолати проблему голоду, але при цьому жити поруч з лісами, повними птахів, і чистими річками, багатими рибою, то необхідно вводити альтернативні методи ведення сільського господарства, засновані на широкому застосуванні біотехнології.

Однак доходи в цій області були нижчими, ніж в біофармацевтиці, ризик, особливо пов’язаний з подоланням негативної громадської думки, дуже високий, що робило цю галузь менш привабливою для інвесторів. Так, у першій половині 90-х років лише 2% усього венчурного капіталу, залученого в біотехнологію, вкладалося у сільськогосподарські проекти. Якщо ліками та вакцинами в 1994 році займалося 289 біотехнологічних фірм, то сільським господарством і харчовою промисловістю – 74, з них приватних фірм (без державних дотацій) – 50. Тому прогрес у цій галузі йшов повільніше, ніж в медицині. Перші великі успіхи середини 90-х років і загострення конкуренції на фармакологічному ринку змінюють ситуацію.

У різних галузях сільського господарства застосовуються продукти, отримані за допомогою рекомбінантних мікроорганізмів і клітинних культур.

Одна з традиційних галузей широкого застосування біотехнології – ветеринарія, антибіотики і вакцини застосовуються тут давно. Однак хвороби сільськогосподарських тварин – як і раніше дуже серйозна проблема, тому ринок для новітньої біотехнології тут великий. У ветеринарії застосовуються новітні засоби боротьби з хворобами тварин, аналогічні вживаним в медицині. Так розроблені засоби діагностики бруцельозу великої рогатої худоби, зараження тварин паразитами, вагітності тварин [[65]], противірусні вакцини (від вірусу герпесу свиней і т. Д.), Створена (у 1989р.) І вступила на ринок перша рекомбінантна вакцина проти паразитів – гельмінтів овець [[66]], для імунізації тварин та боротьби з вірусними інфекціями застосовують інтерферони, інтерлейкіни [31].

Першим продуктом, отриманим за допомогою рДНК для широкого застосування в неветерінарних цілях, був гормон росту (соматотропін) великої рогатої худоби (BST). Ще 50 років тому було показано, що введення коровам цього гормону збільшує надої молока. На початку 1980-х років у США фірма Monsanto розробила технологію отримання гормону за допомогою рекомбінантних мікроорганізмів. Продукт був підданий ретельним випробуванням, що показав його ефективність (збільшення надоїв на%), безпека для тварин і людей. Проте він викликав запеклі суперечки і тільки в кінці 1993 фірма отримала дозвіл на його продаж, в лютому 1994 року він вступив на ринки (затримка на 90 днів була викликана рішенням Сенату США). Дискусії навколо цього гормону не вщухли до цих пір, як і навколо аналогічного гормону для збільшення продуктивності свинарства – підвищення приросту свиней та зниження жирності м’яса. Ми теж не впевнені в безпеці цих продуктів.

Продукти біотехнології представляють реальну альтернативу хімізації сільського рослинництва. Широке застосування різних хімікатів у сільському господарстві (добрива, гербіциди, пестициди), субсидувати усіма країнами після другої світової війни, і здавалося в середині XX століття вирішенням всіх проблем, виявилася не настільки ефективним і, головне, – значно більш небезпечним, ніж очікувалося. У видів-мішеней гербіцидів і пестицидів (бур’янів, шкідників) швидко розвивалася стійкість, втрати врожаю тривали, кількість застосовуваних препаратів зростала. Надлишок хімічних добрив шкодив мікрофлорі грунту, погано засвоювався рослинами, не в кращу сторону міняючи їх хімічний склад і поживну цінність. У 60-х роках фахівцям став очевидним величезний і глобальний шкоди довкіллю та людині, яка завдається хімізацією рослинництва, були опубліковані дані про страшні екологічні наслідки, що торкнулися всю планету, про шкоду для здоров’я людини, впливі на спадковість і здоров’я майбутніх поколінь [[67] ] .Так, свого часу ДДТ був виявлений навіть в Арктиці в молоці білої ведмедиці. Особливу заклопотаність викликало і викликає те, що багато з хімікатів майже не розкладаються в природних умовах, накопичуючись в харчових ланцюжках, грунті, воді і т. Д. Застосування пестицидів по наслідки порівнювався з вибухом атомної бомби, непоміченим людством. Як писала про все нові хімічні речовини (не тільки сільськогосподарського призначення) Ш. Ауербах (один з відкривачів хімічного мутагенезу), “цілком можливо, що загальний ефект цих речовин, що діють порізно або разом, може представляти значно більшу генетічекую небезпеку, ніж іонізуючарадіація” – наслідок ядерних випробувань. [[68], с.442]. Хімічні компанії, які одержували від продажу цих засобів мільярди доларів, вели активну і успішний захист своїх інтересів. У нашій країні виробництвом хімічних препаратів для сільського господарства займався військово-промисловий комплекс (разом з хімічною зброєю, якою багато хто з них і є), і всі дані про негативні наслідки засекречувалися [[69]], хімізація сільського господарства була проголошена найважливішим завданням. З кінця 1970-х років дослідження негативного впливу хімізації сільського господарства привернули увагу громадськості. Поступово найбільш небезпечні препарати (наприклад ДДТ) були заборонені в усьому світі, їм на зміну приходили нові, більш досконалі продукти хімічної промисловості. Трагедія 1984 року в Бхопалі остаточно підтвердила потенційну небезпеку хімічних пестицидів. Надбанням громадськості стало й серйозний негативний вплив на здоров’я людей гербіцидів (дефоліантів та ін.), Що застосовувалися у військових цілях США у В’єтнамі. Зараз намічається перелом. Приймаються міжнародні заходи з обмеження поширення хімічних пестицидів і гербіцидів. Посилився економічний тиск на їх виробників і споживачів шляхом податків і штрафів.

Традиційна біотехнологія створювала ефективні засоби інтенсифікації рослинництва. Для поліпшення постачання грунту азотом в неї з кінця XIX століття вносили препарат нітрагін – бульбочкові бактерії, що живуть у симбіозі з бобовими рослинам, тоді ж стали застосовувати вільноживучих азотфиксаторов азотобактер.

Великі надії покладаються на Біопестициди, які через вибірковості своєї дії і біодеградабельні значно безпечніше хімічних, до того ж до них рідше розвивається резистентність. Найбільш поширений біопестіцідов в традиційній біотехнології – Bacillus thuringiensis (BT). Ця грунтова бацила виробляє протеїн, токсичний для багатьох шкідників, особливо листогризучих. Спеціально селекціоновані штами цієї бактерії виробляються для використання в якості пестициду. Їх застосовують на плантаціях для боротьби з колорадським жуком та іншими комахами (більше 100 видів). Для боротьби зі шкідниками та інфекційними захворюваннями рослин застосовуються також інші мікроорганізми (бактерії, гриби, віруси і т. Д.), І продукти, одержувані з їх допомогою (антибіотики та ін.), А також хижі комахи. Однак до порівняно недавнього часу складність виробництва більшості біопестіцідов (їх треба розробляти для кожного виду і біоценозу окремо) робила їх неконкурентоспроможними, а їх головне достоїнство – біодеградабельні – розглядалося на практиці як недолік – нестійкість, яка веде до складності застосування (наприклад BT перестає діяти через два – три дні). На Біопестициди виділялося мало коштів, перехід на них вимагав часу, так як вони не застосовні за умови вторгнення пестицидів в біоценози. Набір їх на ринку був дуже обмежений і до 1988 року вони становили лише 0,5% всього ринку пестицидів, причому більше 90% з них – один штам BT, ефективний проти обмеженої кількості шкідників.

Посилання на основну публікацію