Miesięcznik Dzikie Życie

2/272 2017 Luty 2017

Organizmy GM jako koń trojański

Prof. Piotr Skubała

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

Jaki wpływ na inne organizmy żywe mogą mieć rośliny czy zwierzęta z obcym transgenem uwolnione do środowiska naturalnego? Jakie cechy roślin genetycznie modyfikowanych (GM) mogą wpłynąć na funkcjonowanie rośliny w naturalnym środowisku? Jak roślina GM zareaguje na konkurencję innych roślin i presję roślinożerców? Niestety nie znamy jednoznacznej odpowiedzi na te i wiele innych pytań związanych z obecności organizmów GM w środowisku. Potrzebujemy wielu badań. Wyniki dotychczas przeprowadzonych wskazują, że ich obecność w przyrodzie nie jest bez znaczenia i może zaburzać funkcjonowanie ekosystemów.

Obrazek

Obecność gatunków GM w środowisku naturalnym prawdopodobnie nie jest bez znaczenia. Fot. Piotr Skubała

W 1999 r. dwóch wybitnych biologów z Purdue University opublikowało na łamach prestiżowego „Proceedings of National Academy of Sciences” wyniki ciekawego eksperymentu. Willian Muir i Richard Howard postanowili zbadać ewentualne skutki ekologiczne wprowadzenia ryb genetycznie modyfikowanych do dzikich populacji. Wybrali ryżówkę japońską (Oryzias latipes). Zasadniczym celem modyfikacji genetycznej u ryb stosowanych w akwakulturze jest zwiększenie tempa wzrostu. Zakłada się zazwyczaj, że zwiększenie częstotliwości transgenu jest mało prawdopodobne, ponieważ organizmy transgeniczne mają zazwyczaj jakąś wadę żywotności. Jednak zapomina się o potencjalnych korzystnych efektach transgenów, np. ich wpływ na sukces godowy. Osobniki zastosowane w eksperymencie posiadały transgen, który jednocześnie zwiększał sukces godowy samców transgenicznych i obniżał żywotność transgenicznego potomstwa. Autorzy zauważają, że powszechnie pożądane jest posiadanie przez transgeniczne gatunki ryb (ważne w akwakulturach i rybołówstwie sportowym) cechy przyspieszonego tempa wzrostu i większych rozmiarów ciała osobników dorosłych. Zauważono, że wprowadzenie ludzkiego hormonu wzrostu (hGH) u ryżówki skutkuje zwiększeniem rozmiarów, przyśpiesza dojrzałość płciową, osobniki produkują więcej jaj. Podobne efekty uzyskuje się u łososia atlantyckiego (Salmo salar) i innych gatunków ryb. Wszystkie trzy czynniki zwiększają skuteczność krycia modyfikowanych ryb. Tak więc ich cechy rozprzestrzeniają się bardzo szybko w całej populacji. Wykorzystując modelowanie komputerowe, autorzy wykazali, że 60 transgenicznych ryb może doprowadzić do wyginięcia 60 tysięcy zdrowych ryb żyjących w dzikim stanie w ciągu 40 pokoleń. Co więcej okazało się, że jedna zmodyfikowana ryba może mieć ten sam efekt w dłuższym okresie czasu. Muir i Howard nazwali swoje spostrzeżenie hipotezą „genu trojańskiego”, wzorując się na koniu trojańskim z „Iliady” Homera. Autorzy konkludują: „Wprowadzamy do populacji czynnik, który wydaje się korzystny, a kończy się jej zniszczeniem” (Muir, Howard 1999).

Czy skutki wprowadzenia organizmu GM do środowiska mogą być tak katastrofalne jak opisane powyżej? Prawdopodobnie nie, przynajmniej w większości przypadków. Wiemy jednak, że wprowadzenie do środowiska gatunku zmodyfikowanego genetycznie jest do pewnego stopnia podobne do znanych nam wielu przypadków wprowadzenia gatunków inwazyjnych. Skutki obecności takiej rośliny czy zwierzęcia w nowym dla niej środowisku mogą być opłakane. Nie może być dla nas pocieszeniem, że ponad 90% gatunków obcych nie zagraża rodzimej przyrodzie. Pozostałe 10% może mieć na nią mniej lub bardziej destrukcyjny wpływ. Takich przykładów znamy dzisiaj setki.

Najbardziej znanym przykładem skutków wprowadzenia obcego gatunku do naturalnego ekosystemu jest introdukcja okonia nilowego (Lates niloticus) do jeziora Wiktorii. Wprowadzono go tam w latach 50. XX wieku w celach hodowlanych. Wywołało to wymarcie kilkuset gatunków rodzimych i spowodowało spadek liczebności populacji wielu innych. Okoń nilowy zaczął rozmnażać się z zawrotnym tempie a jego mięso zaczęło być sprzedawane na całym świecie. Zaburzenie ekosystemu jeziora (m.in. wylesienie, erozja brzegu jeziora) miało negatywny wpływ na żyjącą wokół niego społeczność. Mieszkańcy porzucili tradycyjne zajęcia, związali się z przemysłem rybołówczym, w efekcie większość popadła w biedę, nastąpił rozkład stosunków społecznych. Tą smutną historię opisuje film Huberta Saupera pt. „Koszmar Darwina”.

W momencie kiedy decydujemy się na uwolnienie organizmu GM do środowiska naturalnego, przestaje on podlegać tylko technologiom biochemiczno-molekularnym. Staje się nową formą życia wprowadzoną do przyrody. Organizmy GM mnożą się, mutują, krzyżują z innymi formami, przemieszczają, mogą przeniknąć do upraw odmian tradycyjnych. Co istotniejsze mogą przeniknąć do dzikiej przyrody, w tym do chronionych rezerwatów przyrody czy parków narodowych (Tomiałojć 2010). Uwolnienie organizmu GM do środowisko to początek nowego unikalnego eksperymentu na przyrodzie.

Prof. Piotr Skubała

Literatura:
- Tomiałojć L. 2010. Możliwe negatywne skutki ekologiczne upraw i pasz z niektórych roślin genetycznie zmodyfikowanych (GMO). Chrońmy Przyrodę Polską 66(5): 328-340.
- Muir W. M., Howard R. D. 1999. Possible ecological risks of transgenic organism release when transgenes affect mating success: sexual selection and the Trojan gene hypothesis. Procedings of the National Academy of Sciences 96: 13853-13856.