От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день - Анастасия Волчок

1994 г. в магазинах США впервые в истории появились созданные компанией Calgene ГМ-помидоры сорта Flavr Savr, люди в большинстве своем еще не задумывались об экологических и других рисках, сопутствующих распространению подобных растений. К тому же компания, стремясь заработать доверие публики и проверяющих органов, вела политику полной прозрачности, обнародовала все эксперименты и давала любую информацию о процессе производства своих овощей. Во многом поэтому они подстраховали себя от посягательств со стороны противников ГМО, по крайней мере на первых порах. Покупатели сметали новые томаты с полок из любопытства, а еще – из-за их яркого вкуса и аромата. Сорт Flavr Savr выгодно отличался от остальных, так как в нем было заблокировано производство белка полигалактуроназы, размягчавшего плод. Благодаря этому его плоды значительно дольше хранились, не теряя товарного вида, и их можно было собирать зрелыми, а не зелеными, оттого и вкус был что надо.

Но радость успеха селекционеров новой волны оказалась недолгой. Ажиотаж, созданный в СМИ, со временем все же повлек за собой и усиление общественной критики любых генетических манипуляций над растениями, предназначенными в пищу. В последующие несколько лет многие деятели выступили с заявлениями, что генетически измененные продукты могут быть небезопасны, даже если в их составе нет никаких новых веществ. Продукцию, изготовленную из ГМ-растений, стали в обязательном порядке маркировать, и ее продажи упали. Несчастный Flavr Savr в 1997 г. исчез с прилавков, отчасти из-за спада интереса, отчасти – из-за высокой цены и неудачных коммерческих решений производителя. А сама Calgene разорилась и впоследствии была куплена биотех-гигантом Monsanto (которого в свою очередь не так давно поглотил немецкий концерн Bayer).

Весы общественного мнения склонились на противоположную сторону. Такое положение сохраняется и поныне, несмотря на то что сегодня генетически модифицированная соя составляет более 80% всей сои, которая выращивается в мире, законы в отношении ГМО становятся все лояльнее, а сами геномные технологии не раз и не два доказали свою полезность. Взять хотя бы случай, когда модификация генома спасла целую индустрию по выращиванию папайи на Гавайях. В период с 1993 по 2006 г. урожайность этой культуры упала там почти вдвое из-за вируса кольцевой пятнистости, переносимого тлей. Когда кризис только надвигался, власти США приняли решение профинансировать создание генетически измененной папайи, которая стала бы невосприимчива к патогену. Уже в 1992 г. новый сорт был готов. Полевые испытания, регистрация и разрешительные процедуры заняли еще шесть лет, после чего папайя Rainbow наконец вышла на рынок. Она начала продаваться в США, в Канаде, а потом и в Японии, где ее импорт одобрили только к 2011 г. В конечном счете ГМ-папайя на Гавайях стала новой надеждой для фермеров и выращивается там по сей день, как и классические сорта[1].

И все же многие люди явно предпочтут продукт, на упаковке которого стоит пометка «Не содержит ГМО». Дебаты по поводу безопасности генетически измененных растений не утихают, и многие страны все еще запрещают распространение ГМ-культур. Россия, кстати, в их числе. В нашу страну можно ввозить проверенные и одобренные ГМ-продукты, но запрещено выращивать модифицированные растения за пределами научных лабораторий и небольших опытных полей, на которые эти растения допускаются исключительно в научных целях. Таким образом, ГМО, если говорить о еде, у нас в опале. Хотя это не значит, что растениеводство в России обойдено вниманием биологов. Искусственно ограниченная законодательством генная инженерия – далеко не единственный инструмент современной селекции растений. Геномные технологии внедряются и там, где в ДНК не нужно вносить никаких изменений. Но обо всем по порядку.

Новая селекция

Современное растениеводство не сразу стало наукоемкой отраслью, в которой пашни простираются докуда хватает взгляда, над полями летают дроны, а орехи миндаля собирают с земли огромные пылесосы. Путь, пройденный предшественниками современных фермеров, поистине огромен. И теперешним положением дел мы обязаны в первую очередь возможности одомашнивать дикие растения.

Началось это путешествие примерно 10 000 лет назад, когда человек устал ходить в лес за грибами и ягодами и изобрел сельское хозяйство. Сперва он сажал и просто ждал урожая (иногда напрасно, ведь растения – создания привередливые), а потом взял дело в свои руки: выбрал самые здоровые и сильные побеги и стал планомерно их выращивать, постепенно приспосабливая к своим потребностям.

Так природные поля и долины превратились в орошаемые и удобряемые плантации, где люди по сей день ведут жестокий бой с эволюцией – ведь в сельском хозяйстве нет места закону естественного отбора. Человек провозгласил свой закон: выживает то растение, которое отвечает его запросам. Ярким примером расхождения целей естественного отбора и селекции служит кукуруза. У ее предка теосинте зерна были покрыты толстой оболочкой, початка практически не было, а зерна при созревании сразу падали на землю, чтобы потом прорасти, то есть дать потомство[2] (рис. 1). Природа ратовала за размножение, и кукуруза не знала горя. Человек же, выращивая такую кукурузу, неизбежно терял бóльшую часть урожая. И что же мы видим теперь? Ядра современной кукурузы практически не защищены, а на момент зрелости прочно прикреплены к початку, потому что это было выгодно человеку, а кукурузу никто не спрашивал. Похожим образом дело обстоит и с другими зерновыми культурами: рисом, ячменем, пшеницей[3].

Рис. 1. Процесс одомашнивания кукурузы происходил очень долго, и постепенно она меняла свой внешний вид. На фото – кукурузный початок, тысячу лет пролежавший в древнем амбаре племени пуэбло. Каньон Мул на горе Сидар-Меса в районе Шаш-Джаа национального памятника «Беарс-Ирс» (Bears Ears) на юго-востоке штата Юта

Человеческое упорство в выращивании растений столетие за столетием неуклонно приносило результаты. Вместе с путешественниками и торговыми караванами одомашненные культуры распространились по всему миру. Овощной салат, если подумать, представляет собой маленькое чудо. Его никогда бы не было, если бы очень давно люди в разных концах света не окультурили каждый свое растение. Помидоры пришли к нам из Южной Америки, огурцы – из Индии, шпинат – с Ближнего Востока, капуста и оливки для масла – из Средиземноморья, лук и чеснок – из Центральной Азии[4]. Мы каждый день пьем чай, когда-то найденный в Китае, а по утрам – кофе из Эфиопии, воспринимая это как должное. Но не будь сельского хозяйства, мы не смогли бы раздобыть на завтрак ни арахисовой пасты, ни рисовых хлопьев.

Со временем выращивание растений интенсифицировалось. Население Земли росло, люди богатели, у них менялись запросы. На смену фермерству пришло промышленное растениеводство. Эффективность сельского хозяйства резко выросла вместе с открытием химических средств защиты растений – пестицидов,