Отказ от минеральных удобрений в производстве «экологически чистой» продукции значительно менее оправдан, чем отказ от токсических пестицидов. При сбалансированном и грамотном применении минеральных удобрений (калийных, фосфорных, азотных), особенно в гранулированной форме, восстанавливается плодородие почв и увеличиваются урожаи без угрозы здоровью людей. Азотные удобрения, прежде всего нитраты, могут приводить к накоплению нитритов в овощах и плодах лишь в том случае, если не соблюдается необходимый баланс с калийными и фосфорными солями. Навоз и компосты являются ценными удобрениями именно благодаря содержанию в них азотных, калийных и фосфорных соединений. Органические компоненты улучшают структуру почвы, но не обеспечивают оптимальный баланс питательных веществ для роста урожаев. В большинстве стран навоз и компосты не могут служить альтернативой минеральным удобрениям. Дания, где зародились органические технологии, имеет очень развитое животноводство. В условиях прохладного влажного климата и бедных почв главной отраслью сельского хозяйства в этой стране стало животноводство, а не земледелие. При этом ориентировано животноводство, в основном, на экспорт. Таким образом, в стране имеется большой избыток навоза для удобрения почвы. Германия и Франция тоже имеют развитое животноводство, частично ориентированное на экспорт. А Испания и Италия импортируют животные продукты. Земледелие доминирует над животноводством в большинстве стран Азии и Африки. Следовательно, навоз и компосты не могут там послужить основой для высоких урожаев зерновых и овощных культур. В глобальном масштабе проблема минеральных удобрений состоит не в том, что их применение следует сокращать, а в том, что природные запасы калийных солей и фосфоритов ограниченны и относятся к невосполнимым ресурсам планеты. Пик мирового производства минеральных удобрений пришелся на 1989 г., составив 146 млн т. В последующее десятилетие этот показатель снизился до 134 млн т и продолжает снижаться в настоящее время, а в расчете на каждого жителя планеты производство минеральных удобрений сократилось с 28 до 22 кг в год. Это очень мало. Для России именно дефицит вносимых на поля минеральных удобрений составляет в настоящее время главную проблему сельского хозяйства.

В европейских странах применение пестицидов в течение последних десяти лет значительно уменьшилось, в Швеции, например, на 68%. Однако производство пестицидов и мировая торговля синтетическими средствами защиты растений продолжают расти. Уместно задать вопрос: изменилась ли динамика заболеваний раком в странах, которые в наибольшей степени перешли на потребление органических продуктов питания? К сожалению, пока онкологическая заболеваемость в Европе не уменьшилась. В 1984 – 1986 гг. в Дании от раковых заболеваний на каждые 100 тыс. населения умирали от рака 284 человека, в ФРГ – 259, а в 2006 г., по данным ВОЗ, в Дании – 281, а в Германии – 257 человек. Если учесть, что за этот период медицина достигла определенных успехов в ранней диагностике рака и его лечении хирургическими и другими методами, то станет очевидным, что онкологическая заболеваемость в действительности возросла. Однако максимальный уровень смертности от рака переместился к 2006 г. в Венгрию, достигнув 303 случаев на каждые 100 тыс. жителей, что на 15% больше, чем в 1984 г. В России уровень смертности от онкологических заболеваний в течение последних восемнадцати лет практически не менялся, оставаясь в пределах 201 – 202 случаев на каждые 100 тыс. населения. Авторы многочисленных публикаций, появившихся в последние два года, утверждают, что переход на органические продукты не принес особых улучшений здоровью людей. Однако эти выводы энергично оспариваются организациями, которые популяризируют экологически чистую продукцию. Обстоятельных научных исследований по этой проблеме пока не было. Чтобы сделать достоверные выводы, необходимо подождать еще 20 – 30 лет и реально сократить применение канцерогенных пестицидов не в отдельных странах, а во всем мире.

Литература

1. Simon S., Bouville A., Land Ch. Fallout from nuclear tests and cancer risks // American Scientist. 2006. Vol. 94. P. 48 – 57.

2. Origins of Human cancers: Book A. Incidence of Cancers in Humans / H. Y. Hiatt, J. D. Watson, J. A. Winstein (Ed.). Cold Spring Harbor Laboratory, USA, 1977.

3. Murphy Sh. Pesticides // Toxicology: The Basic Science of Poison. New York: Macmillan, 1975. P. 408 – 453.

4. Pesticide Residues in Food – 1999: Part II. Toxicological Evaluations. Geneva: WHO, 2000.

5. Davies G., Lennartsson M. Organic Vegetable Production. Marlborough: The Crowood Press, 2005.

6. International Herald Tribune. 2009. March 23. P. 13.

7. Коршунов В. В., Коршунов В. Д. Перспективы развития российского рынка минеральных удобрений // Эко. 2008. № 12. С. 127 – 137.

8. Russell J. Coal use rises dramatically despite impacts on climate and health // Vital Signs 2009. Washington: Worldwatch Institute, 2009. P. 26 – 28.

9. Projection of Tobacco Production: Consumption and Trade to the Year 2010. FAO Report, Rome.

10. Mudur G. India has some of the highest cancer rates in the world // British Medical Journal. 2005. Vol. 330. P. 215.

11. Aizen M., Harder L. Too-busy bees // International Herald Tribune. 2010. March 26. P. 8.

12. Jordan L. Pesticide trade shows new market trends // Vital Signs 2006 – 2007. New York: W. W. Norton & Company, P. 28 – 29.

Глава 15. Генетически модифицированные продукты: пища будущего или риск для здоровья? Населению Земли не хватает продовольствия.

Сельскохозяйственное производство, которое существует около 10 тыс. лет, постоянно увеличивало продуктивность полей, обеспечивая питанием растущее население Земли. Это достигалось введением в культуру новых растений, орошением, использованием навоза как удобрения, севооборотами с клевером и люцерной, которые способны фиксировать азот из воздуха и способствовать таким образом улучшению плодородия почв. Широкое применение минеральных удобрений началось с конца XIX в., когда население планеты превысило 1 млрд человек. Повсеместно расширялись посевные площади – за счет вырубки лесов, осушения болот и создания террасных полей на горных склонах. Уже с древних времен происходило постоянное улучшение сортового состава культурных растений и пород домашних животных, сначала простым отбором, а затем и с помощью гибридизации – методов, которые, по существу, копировали процессы, постоянно происходящие в природе. Около 80 лет назад к традиционной внутривидовой гибридизации разных сортов прибавились отдаленная гибридизация разных видов и полиплоидизация – удвоение числа хромосом, которые могли создавать более крупные плодовые органы, преобразовывать однолетние растения в многолетние и таким образом расширять ареалы земледелия. Однако развитие сельского хозяйства все время отставало от потребностей быстро растущего населения, в результате голод и гибель людей от голода случались (и имеют место сейчас) не только в отдельных странах, но и нередко в больших регионах и на субконтинентах. Африка, Индия, Китай и почти вся Юго-Восточная Азия не были в достаточной степени обеспечены ресурсами продовольствия в течение столетий, но это почти не сказывалось на росте населения.

В 1961 г. Индия, население которой приближалось к половине миллиарда, оказалась на грани массового голода. Для реформы сельского хозяйства правительство страны пригласило тогда уже известного селекционера Нормана Борлауга (Norman Borlaug), новые сорта пшеницы которого превратили Мексику из импортера в экспортера зерна. Борлауг вел гибридизацию и селекцию зерновых на уменьшение массы листьев и увеличение размеров колоса. В естественных биоценозах колос злаковых – это орган их размножения, а стебель должен быть высоким, чтобы пробиться к свету в окружении других растений. На возделанном поле такой необходимости нет, и выведенные Борлаугом карликовые растения могли давать с гектара такое же количество зерна, как и традиционные высокие сорта. К тому же, имея меньшую поверхность листьев, они требовали меньше влаги и были необыкновенно засухоустойчивыми. Применяемые на полях удобрения в большей степени шли на формирование зерен, а не листьев и стебля. Такую селекционную технологию применили и для получения новых сортов риса. К 1968 г. в Индии уже внедрялись карликовые сорта, которые при оптимальном удобрении давали 100 центнеров риса с гектара. В течение пяти лет производство риса в Индии удвоилось, а затем и утроилось. Этот успех известен в современной истории земледелия как «зеленая революция». В 1974 г. Всемирная конференция по продовольствию в Риме приняла программу полного искоренения голода на Земле в течение десяти лет. «…ни один мужчина, женщина или ребенок не будут ложиться спать голодными», – заявил на конференции, при всеобщем одобрении, Генри Киссинджер [1].

В 1961 г. мировое производство зерна в расчете на каждого жителя планеты составило 261 кг, а к 1985 г. оно выросло до 343 кг. Но затем этот показатель начал снижаться: в 1988 г. он упал до 306 кг, а к 1995-му – до 301 кг. Число голодающих в мире не уменьшалось, а росло, достигнув 1 млрд человек в 1996 г. Основной причиной этого стало не сокращение урожаев, а слишком быстрый рост населения планеты, превысившего 6 млрд [2]. В Индии и Китае, суммарное население которых составило к концу XX в. 2,3 млрд, не было голода, и эти страны продолжали оставаться основными экспортерами риса. Главные очаги недостаточного питания переместились в Африку и в те страны Азии и Южной Америки, в которых основным источником калорий были не рис или пшеница, а кукуруза, урожайность которой достигла максимума значительно раньше. В 1965 – 1985 гг. урожаи кукурузы росли медленнее, чем урожаи риса и пшеницы. Кукуруза гораздо беднее белком, чем рис или пшеница. Поэтому в обширных очагах голодания проблема осложнялась белковой недостаточностью питания. В создавшейся ситуации основные надежды в борьбе с голодом стали возлагать не на традиционную гибридизацию и селекцию, а на открытую именно в то время генетическую инженерию, которая давала возможность не просто увеличить урожаи, а изменить состав зерна. Одним из проектов генетических модификаций растений стала, естественно, и попытка улучшить качественный аминокислотный состав белков кукурузы путем внедрения в ее клетки генов новых ферментативных систем. Генетическая инженерия обещала не только увеличить биологическую полноценность продовольственных культур, ни и улучшить их вкусовые качества и даже объединить питательные и лечебные свойства растений.

Возможности генетики и реальности экономики

Нередко суть аргументов в пользу генетических модификаций состоит в том, что, создавая такие модификации, ученые делают ту же самую работу, которой в течение тысячелетий занимались селекционеры, скрещивая разные сорта растений и объединяя таким образом их генетические системы. В действительности между гибридизацией и генетическими модификациями существует принципиальное различие. При традиционной гибридизации скрещивания проводятся внутри видов, пшеницу скрещивают с пшеницей, рожь с рожью. Иногда удается скрещивать и разные, но близкородственные виды. Таким образом, например, удалось получить пшенично-пырейные гибриды. Всем известны мулы – гибриды лошади и осла. Но между представителями более отдаленных видов половая гибридизация уже невозможна. При трансгенной гибридизации нет природных ограничений. В геном пшеницы можно ввести генные комплексы или отдельные гены воробья, трески или холерного вибриона. Это осуществляется не путем полового скрещивания, а путем впрыскивания с помощью ультрамикропипеток в ядро яйцеклетки ДНК, выделенной из других растений, бактерий или животных. Новая ДНК встраивается в геном яйцеклетки, приводя к образованию трансгенного растения или животного. Внедрение новых генов в нужный участок хромосом не всегда происходит удачно, и из полученных трансгенных растений проводится отбор. Аналогичные процессы происходят и в природе при вирусных инфекциях. Вирус, например, гепатита B или иммунодефицита, попадая в кровь, внедряется в первом случае в ДНК хромосом клеток печени, а во втором – в ДНК хромосом лимфоцитов крови. Эти вирусы размножаются вместе с размножением клеток. В эволюции животных и растений вирусная ДНК может переходить из поколения в поколение, модифицируясь иногда в полезный ген. Геномы человека, животных и растений содержат много участков ДНК, которые попали в хромосомы в результате вирусных инфекций миллионы лет назад и были постепенно инактивированы. Это один из вариантов генетической изменчивости. Такой же способностью внед рять свою ДНК в геномы бактерий обладают бактериофаги. Исследователи освоили этот механизм для внедрения в хромосомы новых генов. Именно таким образом в геном бактерий был «вшит» ген гормона человеческого инсулина, необходимого больным диабетом. В прошлом инсулин для инъекций получали из поджелудочной железы свиней путем очень сложных процедур. Инсулин, получаемый из культур бактерий, намного дешевле, и в настоящее время около 80% больных диабетом получают инъекции трансгенного инсулина.

В 1974 – 1975 гг., когда трансгенная технология была открыта в США, многие ученые предлагали ввести мораторий на исследования в этой области. Но джинна уже выпустили из бутылки. К этому времени наука разработала способ изоляции отдельных генов и групп генов из разных клеток и активно занялась расшифровкой полных геномов различных бактерий, растений, животных, а вскоре и человека. В генетике возникло новое направление «геномика».

Подробности многих интересных трансгенных рекомбинаций невозможно описать по той простой причине, что они засекречены. Дело в том, что генетическая инженерия может работать не только на пользу человеку, но и во вред, создавая суперлетальные формы биологического оружия. Если, например, кишечной палочке добавить не ген инсулина, а ген ботулина, сильнейшего биотоксина, то эта кишечная палочка станет биологическим оружием массового уничтожения. Такое оружие страшнее атомного, так как его легче создать, но практически невозможно уничтожить. Кукуруза, получившая гены устойчивости к гербицидам, доминирует в настоящее время в агробизнесе США. Но если те же гены сверхустойчивости к гербицидам будут внедрены в злостные сорняки, например в пырей, то это может стать катастрофой для сельского хозяйства. Именно поэтому существует система засекречивания биотехнологических методов. В связи с этим понятен протест многочисленных групп и организаций против распространения трансгенных технологий.