Drukuj

Ryszard Gilewski  AVICONS Warszawa 

Stanisław Wężyk  Krajowa Izba Producentów Drobiu i Pasz

 

Celem współczesnej biotechnologii jest uzyskiwanie nowych produktów lub wprowadzanie innowacyjnych procesów wytwórczych. Jest to obecnie rozległa gałąź nauki i praktyki, wykorzystująca zdobycze genetyki, biologii, inżynierii genetycznej, mikrobiologii, medycyny, immunobiologii, biochemii, informatyki i innych dziedzin.

 

 

Wyraźny postęp naukowy nastąpił w tej dziedzinie w wyniku odkrycia przez Opata z Brna, Grzegorza Mendla (1822-1884), twórcy teoretycznych podstaw nowoczesnej genetyki, podstawowych praw dziedziczenia. Znaczącym krokiem z kolei było opracowanie przez Jamesa Watsona i Francisa Cricka (1953) przestrzennego modelu DNA czyli tzw. „spirali życia”, za który obaj twórcy otrzymali w 1962 r. Nagrodę Nobla. Kolejnym, istotnym odkryciem było pierwsze przeniesienie materiału genetycznego z jednego do innego organizmu, a nieograniczone wręcz możliwości dla biotechnologii nastąpiły wraz z poznaniem genomu mikroorganizmów, roślin, zwierząt i człowieka.

 

 

 

 


Biotechnologię w zależności od jej działu, oznaczono barwami tęczy. I tak „biała” biotechnologia stosowana jest w przemyśle, „czerwona” – w medycynie i ochronie zdrowia, „niebieska” – ochronie środowiska, „fioletowa” – w zagadnieniach prawnych i społecznych, a „zielona” – w rolnictwie. Zadaniem tej ostatniej, jest pokrycie zapotrzebowania na żywność zwiększającej się ludności na świecie, w sposób przyjazny dla naturalnego środowiska i przy zapewnieniu konsumentowi bezpieczeństwa zdrowotnego (Ryc. 2).
W rolnictwie wykorzystuje się ją głównie w genetycznym doskonaleniu gatunków i odmian roślin uprawnych, do których metodami inżynierii genetycznej wprowadza się geny, determinujące powstanie w nich nowych, korzystnych cech, tworząc tzw. organizmy genetycznie modyfikowane (GMO). Wg Bieleckiego (2003), rośliny te mają wyższą wartość pokarmową lub przetwórczą oraz same chronią się przed chorobami i szkodnikami, a na ich uprawach, łatwiej jest zwalczać chwasty. Obecnie metody biotechnologii stosowane są na 3 płaszczyznach:
■    laboratoryjnej produkcji roślin in vitro – w celu uzyskania genetycznej jednorodności  i odporności na choroby;
■    inżynierii genetycznej umożliwiającej dokładne umieszczenie genów warunkujących u roślin i zwierząt powstanie określonych, pożądanych cech;
■    hodowlanej, wykorzystując markery molekularne poprzez łącznie odcinków DNA z genem warunkującym pożądaną cechę.

Dzięki wdrożeniu osiągnięć zielonej biotechnologii do praktyki rolniczej następuje:
■    uproszczenie agrotechniki;
■    zmniejszenie stosowania pestycydów i herbicydów;
■    zwiększenie ochrony środowiska naturalnego,
■    poprawa jakości produktów,
■    a w konsekwencji zwiększenie opłacalności i konkurencyjności produkcji rolniczej.
Tradycyjne metody stosowane w hodowli roślin, a szczególnie krzyżowane odmian, są procesami bardzo długotrwałymi (Ryc. 3 i 4), niekontrolującymi poszczególnych genów, które w dowolny sposób przenoszą się z między roślinami. Dlatego poprawa jednej cechy, może się wiązać z pojawieniem się innych, niepożądanych właściwości.


Bezpieczeństwo zdrowotne pasz i żywności wyprodukowanej z udziałem GMO

Polska Federacja Biotechnologii (PFB) w swej publikacji z 2004 r. przytacza szereg wypowiedzi badaczy jak i gremiów naukowych, świadczących o pełnym bezpieczeństwie zdrowotnym pasz i żywności produkowanej z udziałem GMO. Już w 1997 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uznała, że „żywność ulepszoną biotechnologicznie należy uznać za co najmniej równie bezpieczną i zdrową, jak produkowaną tradycyjnie”. Opublikowany raport Watykańskiej Akademii Nauk (2004), poświęcony biotechnologii rolniczej w kontekście walki z głodem na świecie, wyraża zaniepokojenie nieobiektywnym informowaniem o biotechnologii. Podkreślono w nim, że większość roślin uprawianych od dziesiątków lat, została już dawno zmodyfikowana i to bardziej niż uzyskiwane ostatnio, z zastosowaniem inżynierii genetycznej.



 

 


Skład pasz z udziałem GMO

Analiza składu pasz z udziałem GMO, stanowi podstawę do określenia ich wartości pokarmowej (Tab. 1). Obowiązują szczegółowe zalecenia dotyczące przeprowadzania analizy składu poszczególnych grup pasz z udziałem GMO np. koncentratów oraz dla grup zwierząt np. przeżuwaczy lub nie przeżuwaczy (Tab. 1). Porównywano skład roślin transgenicznych oraz izogenicznych (o tym samym pochodzeniu) i pasz wyprodukowanych z ich udziałem, a także określono nowo powstałe białko/białka i ich rozkład (Flachowsky, 2011). Gdy rośliny GMO pierwszego pokolenia (GMO1) były swym składem bardzo podobne do swych izogenicznych odpowiedników rezygnowano z dodatkowych badań na zwierzętach. W ostatnich latach jednak ilość badań nad żywieniem zwierząt paszami z GMO1, znacznie się zwiększyła, a ich wyniki mają istotne znaczenie tak dla nauki jak i praktyki.

 

Wyniki badań nad żywieniem zwierząt paszami z udziałem roślin GMO1

Celem badań żywieniowych przeprowadzonych na zwierzętach laboratoryjnych i na gospodarskich, było uzyskanie odpowiedzi na szereg pytań. Zwierzęta laboratoryjne, wykorzystano w ocenie toksyczności pasz, a w długotrwałych badaniach – do określenia bezpieczeństwa zdrowotnego paszy i żywności, wyprodukowanej z udziałem roślin GM (Tab. 2). Uwzględniając rodzaj modyfikacji genetycznej roślin, na zwierzętach gospodarskich, określano dostępność poszczególnych składników z pasz GM oraz wpływ innych czynników.


Badania nie wykazały różnic między składem i wartością pokarmową roślin GM1, a ich izogenicznymi odpowiednikami. W niektórych uprawach, skażenie mykotoksynami paszy z udziałem roślin GM, było mniejsze niż paszy z wyprodukowanej roślin genetycznie niemodyfikowanych, kukurydza Bt była mniej atakowana i mniej osłabiona przez omacnicę prosowiankę i była bardziej odporna na zakażenia, zwłaszcza grzybami Fusarium, produkującymi mykotoksyny (Flachowsky, 2011). Także inni badacze potwierdzali niższy poziom skażenia mykotoksynami roślin transgenicznych, w porównaniu z ich izogenicznymi odpowiednikami, bez względu na strefę geograficzną i czasokres obserwacji.
Początkowo w badaniach nad żywnością pochodzącą od zwierząt żywionych paszą z udziałem składników GM1, porównywano ją z izogenicznymi odpowiednikami, potwierdzając ich równoważność (Flachowsky, 2011). W późniejszych badaniach, obejmujących trzy lub więcej komercyjnych odmian, określano także ich wartość biologiczną (Tab. 3). Poza istotnie małą masą ciała w stosunku masy wątroby (P≤0,05) kurek brojlerów, badania nie wykazały istotnych różnic pomiędzy udziałem w paszy kukurydzy transgenicznej (DAS-591-7), a nietransgenicznej.
W ostatnich latach przeprowadzono ok. 150 doświadczeń z żywieniem zwierząt paszami z udziałem roślin GM. W długotrwałych badaniach nad żywieniem zwierząt paszami z udziałem GMO oceniano nie tylko jej wpływ na wzrost i wydajność, lecz również na stan zdrowia i cechy reprodukcyjne zwierząt. Doświadczenia laboratoryjne, nie wykazały ujemnego wpływu żywienia gryzoni ziarnem kukurydzy Bt, soją odporną na glifosfat lub genetycznie modyfikowanymi ziemniakami – na cechy reprodukcyjne (Brake i Everson 2004).
Wyniki dwóch, wielopokoleniowych badań przeprowadzonych w niemieckim Instytucie Żywienia Zwierząt na kurach nieśnych (Halle i in., 2006) i przepiórkach nie wykazały różnic w cechach produkcyjnych i rozrodzie między ptakami żywionymi dietą zawierającą 50% kukurydzy Bt, a dietą z udziałem 50% izogenicznej kukurydzy.
Przedstawione w tabeli 4 wyniki 61 doświadczeń z żywieniem różnych gatunków i typów użytkowych drobiu paszami z udziałem roślin GM1 lub z ich izogenicznych odpowiednikami, także nie wykazały istotnych różnic biologicznych między badanymi grupami. Okazało się, że pasze z udziałem GMO1, są równoważne z wyprodukowanymi z udziałem tradycyjnie uprawianych roślin.
Mimo, że w ostatnich latach, poświęcono wiele uwagi skutkom stosowania w paszach GMO na ich wartość pokarmową i bezpieczeństwo zdrowotne, to wg Flachowskyego (2011) niezbędne są nowe badania nad roślinami GM2, by określić w nich poziom cennych substancji odżywczych lub ich prekursorów, względnie niepożądanych składników oraz nad innymi, nowo wytworzonymi składnikami odżywczymi lub poziomem aminokwasów, kwasów tłuszczowych, a także nad takimi substancjami jak enzymy, olejki eteryczne. Wprowadzenie fragmentów nowych genów, może zainicjować powstanie nowych substancji, których dotychczas w tych roślinach nie było.
Np. wprowadzenie do soi genów, powodujących ekspresję dwunienasyconych substancji, umożliwiło syntezę kwasu octadecatetraenoikowego, znanego jako kwas stearidonikowy. Ten długołańcuchowy Ω-3 kwas tłuszczowy, jest jednym z prekursorów długołańcuchowych Ω-3, wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które wyróżniają się walorami zdrowotnymi i są niezbędne w żywieniu ludzi i zwierząt (Whelan et al. 2009).
Wyniki badań przeprowadzonych, w IZ-PIB i IWet-PIB (Brzóska i in. 2010; Świątkiewicz i in., 2010), potwierdzają brak wpływu GM ziarna kukurydzy MON 810 i poekstrakcyjnej śruty sojowej RR, na produkcyjność drobiu i świń, potwierdzając taką samą wartość pokarmową badanych pasz z udziałem składników GMO oraz ich konwencjonalnych odpowiedników. Nie wykazano również ujemnych wpływów na zdrowie, status metaboliczny i odporność badanych zwierząt. Brak transgenicznego DNA, specyficznego dla transgenicznych roślin, w całym przewodzie pokarmowym i kale wskazuje na jego skuteczny rozkład u drobiu i świń, a jego brak w narządach wewnętrznych i tkankach zwierząt świadczy o tym, że wykrywalne fragmenty transgenów nie są do nich przenoszone.

 


Los transgenicznego DNA i nowopowstałych białek

Spożycie pasz/żywności z udziałem GMO wpływa na przyswajanie przez konsumenta transgenicznego DNA i nowo powstałego białka/białek. W wielu badaniach śledzono ich losy w czasie trawienia żywności/paszy, przechodzącej przez przewód pokarmowy zwierząt i określano jak dalece przenoszone geny lub ich produkty, mogą być włączone do tkanek zwierzęcych. Badacze są zgodni, że rekombinanty DNA zmieniają się w trakcie dalszego postępowania z paszą (kiszenie, ekstrakcja itp.) oraz w przewodzie pokarmowym, w taki sam sposób jak materiał genetyczny  endogennych pasz. Mazza i in.(2005) wykryli drobne fragmenty DNA z roślin transgenicznych i nietransgeniczych we krwi, śledzionie, wątrobie i nerkach.
Nowowytworzone białka mają podobne właściwości chemiczne i fizjologiczne łącznie z rozkładem mikrobiologicznym i enzymatycznym do rodzimych białek roślinnych (Alexander i in., 2007, Hammond 2008).


Trendy w przyszłości

Obecnie uprawianych jest wiele roślin GM, gdyż są one odporne na owady i na środki owadobójcze oraz wyróżniają się posiadaniem nawet do 8 nowych cech. Należy się spodziewać uzyskania roślin GMO2 o zmienionym składzie, będą jeszcze bardziej odporne na biotyczne i abiotyczne czynniki stresogenne, takie jak susza, zasolenie gleb i skuteczniej wykorzystujące ograniczone zasoby naturalne (Tab. 5).

Podsumowaniem powyższych rozważań niech będzie cytat z książki Jonathana Swifta (1667-1745) „Podróże Guliwera” (1726):
„Ktokolwiek spowoduje, że na kawałku ziemi, na której dotychczas zbierano jeden kłos, będzie można zebrać dwa lub zamiast jednego źdźbła trawy wyrosną dwa, taki człowiek o wiele bardziej przyczyni się do dobrobytu ludzkości i swojego kraju niż wszyscy politycy razem wzięci”.