State of Environment Assessment Program A géntechnológia genetikai és ökológiai kockázatai Dr. Pethő Ágnes Növény- és Talajvédelmi Központi Szolgálat XLVII. Georgikon Napok és 15. ÖGA találkozó Keszthely 2005.szeptember 29-30.

A bio- és géntechnológia fogalma Biotechnológia: élőlények segítségével végzett technológia Típusai: 1. Mikroorganizmusokkal: pl. söripar, kenyérgyártás, tejipar, körny.véd., stb. 2. Növénynemesítés: vegetatív szaporítási módok, szövettenyésztés 3. Állattenyésztési biotechnológia: AI, szuperovuláció, ET, IVF, embrióklónozás, embriófelezés, sejtmagtranszplantáció, kiméra-előállítás, embrionális ivarmeghatározás 4. Humán: ET, IVF Géntechnológia: élőlények genetikai anyagának megváltoztatásával végzett technológia (génklónozás) Típusai: GMO, TO 1. Mikroorganizmusok: a. saját: pl. bakteriális inzulin, b. kevert alkalmazás 2. Növényi: peszticid-rezisztencia, fagyállóság, eltarthatóság, stb. 3. Állati: nagyobb testtömeg-gyarapodás (STH génbevitel), termékenységfokozás, rezisztencia, stb.

A géntechnológia a biológiai diverzitás ellenében hat Genetikai diverzitás ellen hat: mivel a faj genetikai sokszínűségét félretéve egy, általa kialakított genetikai vonalat preferál. Következménye: genetikai beszűkülés, beltenyésztettségi leromlás, esetleg nem várt kórokozók elleni védtelenség. Fajdiverzitás ellen hat: A nagyüzemi gazdálkodáshoz hasonlóan nem tudja figyelembe venni a speciális környezeti adottságokat, regionális sajátosságokat, domborzati tényezőket, a talajflórát. A totális gyomírtó szerekkel kezelt táblák „jövője” !?!

1.Ábra A fehérjeforrások kihasználatlansága (csak 3 faj : a rizs, búza, és a kukorica biztosítja a kalória és fehérjeigényünk 60%-át )

1. Táblázat Az élőlények becsült és leírt fajszáma Csoportok Becsült fajok száma Ismert fajok száma Százalékos aránya Mikro-organizmusok 2.350.000 - 15.200.000 126.000 5.4 - 0.8 % Makro-organizmusok 10.038.000 - 103.008.000 1.537.600 15.3 -1.5 %

Az élőlények megoszlása a leírt fajok arányában (%)

A géntechnológia a biológiai diverzitás ellenében hat Tájdiverzitás ellen hat: nem a tájhoz illeszkedő gazdálkodási forma, a hagyományos gazdálkodási módszereket és tájfajtákat figyelmen kívül hagyja és felszámolja. Ökoszisztéma-diverzitás ellen hat: Még agrár-ökoszisztémának sem nevezhető. Biológiailag sivataggá teszi a talajt (1 genetikai termesztett vonal - 1 speciális nv. szer.)

Géntechnológia és „fenntarthatóság” Nagyüzemi módszerek esetén alkalmazható Csak meghatározott GM vonalat szaporít Az intenzív gazdálkodás intenzifikálását eredményezi Fokozza a genetikai egyhangúságot a természetes biodiverzitás és a termeszhető fajták ellenében Rendkívül magas a költségigénye Csak a globális nagyvállalatok (pl. növényvédő szer gyártó óriáscégek) fejlesztenek Gazdasági függőségbe hozza a fejlődő világot Vetőmag-gyártó cégek bekebelezése

Különbségek a géntechnológia mezőgazdasági és élelmiszeripari, valamint az orvosi alkalmazása között Mezőgazdaság és élelmiszeripar Permanens (átörökíthető) változás Kísérlet szabadban is folyik A fő motiváció: haszon Kísérleti tesztelés: néhány év Végső tesztelés : nem önkéntes módon, fogyasztókon végzik Környezetben elszaporodhat (nem kívánt génátvitel rokon fajtákba, fajokba Visszavonása nehéz, csaknem lehetetlen A fogyasztó nem mindig tud róla, sokan fogyasztják Orvosi alkalmazás Génterápia (tranziens) át nem örökíthető változásokat hoz létre Laborban, vagy kórházban történik Fő motiváció: gyógyítás Gyógyszerszedés: 10-15 év Önkéntes jelentkezőkön Nem szaporodhat el A gyógyszerszedés leállítható A beteg tud róla, kevés embert érint

A géntechnológia genetikai dilemmái: Evolúciósan nem ismert mesterséges génkonstrukciók bevitelén alapul (2. fólia) A genom működésének feltáratlansága (génműködés szabályozását alig nem ismerjük: hallgató gének, ugráló gének, stb.) 1 gén -1 enzim sematizált megközelítés. Génbevitel: hova, hány példányban épül be a gén Expresszió: kiszámíthatatlan génkölcsönhatások a sejtmag, a sejtmagalkotók DNS-ével, nem kívánt mellékhatások Pro- és eukarióta szervezetek közti különbség (prokarióta eredetű promoter, vektor, marker DNS-ek hatása) Génlabilitás: a gének átalakulhatnak , megváltozhat a géngyakoriság és egyensúly

A kibocsátás megfontolásának genetikai szempontjai Be tud-e a sejtekbe pontosan, a kívánt helyekre (sejtmag, színtest, mitokondrium) épülni a gén. Ha nem, az miként követhető nyomon? Van-e, lehet-e negatív kölcsönhatása más génekkel (sejtmag, sejtmagalkotók) Befolyásolja-e a szervezet differenciálódását, növekedését, immunrendszerét? A kívánt termék (protein, stb.) a megfelelő formában és mennyiségben termelődik-e. A nem-kívánt expresszió nyomon követése. A szelekciós/marker gén (pl. antibiotikum rezisztencia gének) nem jut-e ki? A patogén eredetű vektor gének genetikai rekombinációja bekövetkezhet-e?

A géntechnológia ökológiai dilemmái: Természetes ökoszisztémák és korábbi releváns agrár-ökoszisztémák átalakítása, megszünése Fokozzák a mezőgazdaság vegyszerfüggőségét, talajélet felszámolása Bevitt DNS fennmaradása, átalakulása Új gének szétterjedése: vertikális és horizontális géntranszfer Transzgenikus mikroorganizmusok: rovarpatogén baktérium elterjedésének veszélye, antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek kialakulása Transzgenikus növények: intraspecifikus hibridizáció vadon élő rokonokkal, interspecifikus hibridek keresztbeporzással, új virusok rekombinálódhatnak a GM növényekben Transzgenikus állatok: nem állíthatók elő steril populációk (génkimérizmus), a génmódosított populációk természetbe jutása megzavazhatja a táplálkozási láncot, a táplálkozási kölcsönhatásokat, a fajok ökológiai niche-t, megbonthatja a biológiai egyensúlyt.

A kibocsátás megfontolásának ökológiai szempontjai ( Tombátz és mtsai 2003) A génszökés és tartós fennmaradás elkerülésére: Transzgenikus növény a faj géncentrumában még kisérleti céllal sem bocsátható ki (pl. káposztafélék, repce, herefélék, hagymák). Egymással interspecifikus hibridizációra képes fajok (pl. nyárfélék) mellőzése. Rovarmegporzású növények – ahol a rovar pollengyűjtési körzete több mint 2 km – mellőzése (pl. házi méh- repce, napraforgó, akác). Szélbeporzású növény mellőzése, ha a pollen által létrehozott hibridszemek aránya 2 km-en belül több, mint 1%. Ha a GM –növényfajta vegetativ úton való fennmaradásának nagy az esélye (pl. burgonya, komló, málna, földieper, szőlő, akác, stb.). Génbankok (fajtanemesítő telepek, TV területek, arborétomok) és biotermesztő telepek körzetében.

A kibocsátás megfontolásának ökotoxikológiai szempontjai ( Tombátz és mtsai 2003) Pollen tartalmaz-e toxikus anyagot, mely a pollenszórás időszakában a nem célszervezetekre hatással lehet. A mérgező hatású pollen indukálhat-e rezisztenciát A GM növény után milyen mennyiségű tarlómaradvány és abban mennyi toxin marad a területen, a lebontásában szerepet játszó állatokra és mikroszervezetekre milyen hatással van. A rovarölő hatású GM növények hatása megjelenik-e a táplálkozási lánc tagjaiban A rovarölő hatás érvényre jut a növényt megporzó szervezeteknél

Miért veszélyes a géntechnológia? - Mesterséges génkonstrukciók bevitelén alapul (vektor gén, kívánt gén, promoter gén, reporter gén). - Bevitel: nem ellenőrizhető hova, hány példányban épül be a gén. - Expresszió: kiszámíthatatlan génkölcsönhatások, nem kívánt mellékhatások - Elterjedés: gének beépülése inváziv fajokba, GMO vonalak tudatos preferálása fokozza a monokultúrák elterjedését, a genetikai beszűkülést . - A csökkenő géndiverzitás további, végzetes beszűküléséhez vezethet Földön. - Génlabilitás: a gének átalakulhatnak, megváltozhat az evolúciósan kialakult géngyakoriság és egyensúly, a génszennyezés nem várt ökológiai folyamatokat indíthat el. Az egész folyamatot jelenleg üzleti érdekek irányítják. Biztonsági (élelmiszeripari, immunológiai, genetikai, ökológiai ) vizsgálatok háttérbe szorulnak, de a meglevő eredmények figyelmeztetők. Előbb-utóbb az emberen is bevetik. Gazdaság- és politikafüggő fejlesztések. Beláthatatlan erkölcsi (orvosetikai, vallási, polgári perek, stb.) vonatkozásai. A legnagyobb veszély: a GMO-k biológiai fegyverként való alkalmazása. A világ több pontján kifejlesztettek már antibiotikum-rezisztens kórokozókat, hatékonyságuk vetekszik az atombombáéval, de célirányosabb. Kivédhetetlen!

A GMO-k hatása: A süllyedő „Paradicsom”