הנדסה גנטית

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

הנדסה גנטית היא תהליך בו האדם משנה באופן מכוון את המידע הגנטי של יצורים שונים בכדי להתאים אותם לצרכים ולרצונות שלו.

מהי הנדסה גנטית

רוב היצורים החיים (למעט וירוסים) מורכב מתאים (אחד במקרה של חיידקים וחד תאיים או יותר ביצורים מורכבים). יצורים רבים הם בעלי תאים המכילים גרעין. בגרעין של כל תא נמצאת ה'תוכנית' הגנטית ליצירה, ולתפעול כל התאים באותו היצור החי.

טכניקות ההנדסה הגנטית מאפשרות לבצע מניפולציות בתכנית הגנטית. בדרך כלל בכדי לייצר חומרים שבאופן טבעי אותו יצור חי - חיידק, בעל חיים או צמח לא מייצר, או להגביר מאוד ייצור של חומר מסויים. לדוגמא:

  • חיידק המייצר אינסולין לאדם
  • עז המפיקה חלב ובו חלבון קרישה לחולי המופיליה
  • צמחים המייצרים קוטל חרקים
  • צמחים העמידים בפני קוטלי עשבים

ההנדסה הגנטית היא מדע בוגר המשמש ביולוגים מאז שנות ה-80 של המאה ה-20. ביולוגים משתמשים בטכניקות שונות כדי להעביר מקטעי DNA מיצור אחד לשני, וכדי ליצור מקטעים וקומבינציות חדשות לגמרי.

שינויים גנטיים מתרחשים כמובן גם בטבע והם חלק בלתי נפרד והכרחי מהאבולוציה. הדבר מבוצע על ידי צירוף של מוטציות מקריות בגנום, רבייה מינית שמערבבת גנים בין שני יצורים חיים ליצירת קומבינציה חדשה של גנים. ביצורים בעלי רבייה א-מינית (חיידקים) יש יכולות העברת מידע גנטית אופקית (כך שחיידק אחד יכול לפעמים להעביר חלק מהמידע הגנטי שלו לחיידק אחר). השינויים הגנטיים עצמם הם מקריים אבל האבולוציה גורמת לכך שהשינויים שמתאימים יותר לסביבה הטבעית נהנים מיתרון והסיכוי שלהם לשרוד גבוה יותר יחסית לשינויים אחרים.

במסגרת החקלאות בני האדם מזה אלפי שנים ביצעו ברירה מלאכותית. בדומה למנגנון האבולוציה הטבעית, הם העניקו עדיפות למוטציות אחדות על פני אחרות. לדוגמה בחיטה ובמינים אחרים של צמחים בני האדם נתנו עדיפות למוטציה שבה הגרעינים לא נשרו מהגבול עם ההבשלה. מוטציה זו היא חסרון אבולוציוני גדול עבור צמח בר, אבל עבור צמחי חקלאות ולצורכי בני האדם הדבר היוו יתרון גדול שכן בזמן הקציר הזרעים נשארו צמודים לגבעול ולא התפזרו על האדמה. באופן דומה בני אדם טיפחו צמחים ובעלי חיים שהתאימו לצורכיהם יותר, על ידי תהליך ארוך של סלקציה ו"השבחה". להבדיל מהסלקציה הטבעית יש כאן יד מכוונת והאדם יוצר את הסביבה שמאפשרת לצמחים המוטנטים להמשיך ולשגשג, וקיומם הפך תלוי בהמשך קיום האדם.

הנדסה גנטית מהווה שינוי עקרוני מברירה מלאכותית. בעוד שברירה מלכותית יכולה רק להתקדם בקצב שמכתיבות מוטציות טבעיות, הנדסה גנטית מסוגלת לייצר גנום חדש לחלוטין, שהסיכוי שיתפתח באופן טבעי הוא אפסי מבחינה סטטיסטית. לדוגמה ריצ'ארד דוקינס מסביר כי העין של רוב היצורים החיים היא "הפוכה" במובן שהקולטנים הרגישים לאור מופנים לאחור ולא קדימה כמו שאפשר היה לצפות אצל מתכנן תבוני (זהו טיעון של סטיבן ג'י גולד נגד הרעיון של תכנון תבוני שדוקינס מאמץ בספרו "השען העיוור"). הסיבה לכך שדבר זה לא עובר "תיקון" הוא שמנגנון האבולוציה עובד באופן הדרגתי. התפתחות העין התרחשה בשלבים ודרשה שילוב של הרבה גנים שונים, כדי "לקפוץ" לתכנון אחר של העין (לדוגמה עין של דיונון שבנויה "נכון") יש צורך במוטציה מתאימה, שתתרחש בו זמנית בגנים אלה, והסיכוי להתרחשות של דבר כזה נמוכה מאד כך שלצרכים מעשיים היא אפס (למרות מילוני שנים ומיליארדי בעלי חיים בעלי עיניים, אין מקרה אחד שבו מנגנון העין "התהפך" להיות מאורגן בצורה ה"הגיונית" יותר כי הסיכוי לכך קטן בהרבה סדרי גודל ממספר היצורים הללו).

הנדסה גנטית לעומת זאת היא הנדסה של ממש. ביכולתה "להאיץ" תהליכים אבולוציוניים שיכולים לקחת מיליוני שנים ואף לייצור קומבינציות חדשות של גנים באופן שאינו אפשרי בטבע באופן אבולוציוני.

כל עוד היצורים המהונדסים נותרו במעבדה או בבתי גידול סגורים, ניתן לטעון כי היתרונות של ההנדסה הגנטית עולים על החסרונות וייתכן שזה עדיין המצב, אך בשנים האחרונות נעשית מניפולציה מסיבית של צמחים המגודלים בשדות פתוחים ומשמשים למאכל. למהלך זה עשויות להיות השפעות שליליות רבות המחייבות מחקר מעמיק וארוך טווח. אך התחום נדחף על ידי תאגידי מזון וחקלאות שמזדרזים להפיק רווחים מההשקעה העצומה במחקר.

יתרונות ההנדסה הגנטית

יתרון מרכזי וחשוב הוא הגדלת היבולים לשטח. באמצעות רביה בררנית והנדסה גנטית, קודמה המהפכה הירוקה שאיפשרה הגדלה מסיבית של פר אקר לגידולים עתירי אנרגיה כמו חיטה, תירס ואורז. דבר זה איפשר האכלת כמות גדולה של בני אדם בצורה זולה. ללא ההנדסה הגנטית היה עלול להתרחש אסון מלתוסיאני של רעב ומלחמות.

עם זאת יתרון זה עלול להתברר כסוג של נעילה טכנולוגית בגלל תהליכים של תלות בהנדסה הגנטית לצורך המשך החזקת מספר גבוה של בני אדם בחיים. תהליכים אחרים כמו דלדול מקורות אנרגיה, ומשבר המים העולמי עלולים להפוך את הברכה לקללה ולגרום לאסון מלתוסיאני בקנה מידה גדול יותר ובעל השלכות חברתיות חמורות יותר. ראו פירוט בהמשך.

בעיות בהנדסה גנטית

השפעות סביבתיות לא צפויות

טכניקת ההחדרה של חומר גנטי לתוך הגנום אינה מאפשרת שליטה על המיקום המדוייק של ההחדרה. כתוצאה מכך החומר המוחדר יכול לפגוע בגנים קיימים או במנגנוני הבקרה שלהם, פגיעה שתבוא לידי ביטוי בייצור חומרים גורמי אלרגיה, עמידות נמוכה לעקה, וכד'. לעיתים, פגיעות כאלו באות לידי ביטוי בתנאים מסויימים בלבד (יובש, הידבקות במחלה וכד'), לכן יש צורך בבדיקות מקיפות של זנים מהונדסים בתנאים שונים בכדי לוודא שאין פגיעה מהותית בתפקוד. לדוגמא: במחקרים נמצאו רמזים לכך שסויה מהונדסת רגישה יותר לתנאי יובש, ושיכולת קשירת החנקן שלה נמוכה יותר.

המערך הגנטי ('גנום') הינו מורכב ביותר ובעל השפעות גומלין מורכבות. החדרה של גן חדש על מנגנוני בקרת הביטוי שלו, יכולה ליצור יחסי גומלין עם גנים אחרים ובכך לגרום לתוצאות לא רצויות.

בארצות הברית הצליחו תאגידי המזון לבסס קביעה כי הזנים המהונדסים הם 'שקולים במהותם' (Substantially Equivalent) לזנים הטבעיים, ולכן אין צורך לבצע ניסויים מעמיקים על השפעות הלוואי הביולוגיות והאקולוגיות שלהם (למרות שבכדי לרשום פטנט על הזנים המהונדסים, יוצאות החברות מגדרן בכדי להראות עד כמה הם שונים ויחודיים...). כך שבארצות הברית מזון מהונדס נחשב בטוח לשימוש כל עוד לא הוכח אחרת, ולכן אין לסמנו באופן המייחד אותו כמהונדס.

העברת גנים בין הזנים המהונדסים לזני הבר יכולות לגרום לבעיות רבות - בקנדה, למשל, זני הבר של קנולה רכשו עמידות לקוטלי עשבים באמצעות העברה גנטית מזנים מהונדסים והם כיום ה'עשב' העיקש ביותר המפריע לחקלאים.

העברת גנים אפשרית גם בין זנים שונים ואף בין צמחים ובעלי חיים לחיידקים ווירוסים. אפשרי, לכן שמקטע גנטי מהונדס יעבור ליצור אחר ויגרום שם לפעילות שונה או לא רצויה. מסיבה זו כמעט בלתי אפשרי לדעת מה עלולות להיות ההשלכות של שיחרור זנים מהונדסים במערכת אקולוגית פתוחה.

חוסר אפשרות להחזיר את הגלגל אחורה

אם תתגלה השפעה גנטית בלתי רצויה, "זיהום גנטי", אזי קיומה יכול להתמשך לנצח - קשה מאוד להכחיד לחלוטין יצור חי מיקרוסקופי, ועד כה בוצע הדבר רק לגבי אבעבועות שחורות. כאשר מדובר ביצור חי שיכול להשתנות, כמו נגיף השפעת, הסיכוי להחזרת המצב לקדמותו היא אפסית ניתן לסכם זאת בסיסמה "גן משוחרר לא יוחזר!".

מצב זה שונה מאוד מרוב סוגי הזיהום וההפרעה לסביבה הקיימים כיום - כמו זיהום כימי (לדוגמה זיהום אוויר בחומרים רעילים) או הפרעה פיזית (כמו סכר או כביש). מרגע שנפסק גורם הזיהום, כל עוד לא נפגעה המערכת האקולוגית עד לדרגה של נזק בלתי הפיך, תהליכים טבעיים מתחילים לתקן את המצב ולחזור לאט לאט לשיווי משקל אקולוגי שהיה קיים קודם, או לשיווי משקל דומה. בניגוד לכך גם אם נפסק השימוש בהנדסה גנטית, הנזק האפשרי מגנים ששוחררו לטבע ממשיך להתקיים באופן בלתי הפיך.

יש לציין שחלק מבעיות אלו קיים גם בתהליכי הפיתוח הלא 'הנדסיים' של זני צמחים - חוקרים משתמשים בחומרים 'מוטגניים', דהיינו, משרי מוטציות, כדי לגרום למוטציות אקראיות בגנום, בתקווה שמוטציות אלו תהיינה שימושיות. גם בתהליכים אלו תיתכן העברה גנטית בין מינים, והשפעות הלוואי של המוטציה קשות לזיהוי.

סכנת קריסה של שוק המזון

בטווח הקצר, היבולים של ההנדסה הגנטית היו חלק חשוב מהמהפכה הירוקה, שמנעה אסון מלתוסיאני. אולם בטווח הארוך יותר, תהליכים אלו עלולים להוביל לאסון מלתוסיאני מסוג אחר, כאשר מגבלות טבעיות אחרות עלולות לגרום לבעיית פריון.

הנדסה גנטית מאופיינת במגוון גנטי קטן, יחד עם חקלאות התלויה בטכנולוגיה מתקדמת הנשענת על אנרגיה מחצבית זולה ושופעת. לחקלאות זו יש השפעות סביבתיות רבות כמו סחף קרקע וזיהום חקלאי. הגידול בפריון שבא עקב ההנדסה הגנטי אפשר לאוכלוסייה האנושית לגדול, והפך אוכלוסייה זו לתלויה בטכנולוגיות החקלאיות האלה ובזנים מהונדסים. דבר זה הוביל לנעילה טכנולוגית שכן מצד אחד יש סכנות קיימות מצד החקלאות והיא עצמה נמצאת בסכנת ירידה בפריון עקב השפעות סביבתית, ומצד שני קשה לשנות חקלאות זו בגלל הצורך להאכיל מיליארדי אנשים.

בטבע קיים טרייד-אוף בין תכונות של עמידות לפוריות. עמידות גבוהה יותר מקצה משאבים לשם אבטחת מגוון, יתרות והגנות ואילו פוריות מרכזת משאבים אלה כדי להגדיל את קצב הגדילה, להביא למספר גדול יותר של צאצאים וכו'. לכן הזנים המהונדסים, לפחות הזנים הקדומים יותר שהובילו את המהפכה הירוקה, זקוקים לכמות גדולה יותר של ריסוסים ודשנים בהשוואה לזנים מקומיים ולא מהונדסים שהיו שם קודם, ובכל מקרה זנים אלה הם בעלי מגוון נמוך יותר שפרושו ירידה בעמידות.

לפיכך הספקת המזון הרבה יותר היא אינה רק ברכה, אלא גם סוג של פתרון זמני. העלאת הפריון החקלאי היא ברכה לטווח קצר אבל עלולה גם להוביל לקריסה גדולה יותר, אם מחירי האנרגיה יעלו. בגלל תהליכים כמו שיא תפוקת הנפט קיימות אפשרות סבירה למשבר אנרגיה בעתיד, ובכל מקרה התלות בדלק מחצבי פרושו שהפריון הגבוה יותר מהמהפכה הירוקה, הפך תלוי בהספקה מתמדת של אנרגיה זולה ממקור כלשהו. היות ומקור אנרגיה זולה בת קיימא אינו דבר מובטח, הפריון החקלאי הגבוה נמצא תחת איום.

אפשרות התמודדות עם מצב זה כוללת שינויים טכנולוגים להגדלת היבול, מציאת מקורות אחרים למזון (כמו חקלאות אצות) או שינויים חברתיים להקטנת צריכת המזון הכוללת - כמו הקטנת האוכלוסייה ו/או מעבר לתזונה צמחונית יותר, שצורכת פחות אנרגיה.

יבולים נמוכים יותר

הבטחה מרכזית של ההנדסה הגנטית היא להגדלת כמות היבול - אלא שנתברר שלפחות בחלק מהמקרים הדבר אינו נכון. שמחקר שנערך באוניברסיטת קנזס בארצות הברית ופורסם באפריל 2008 קבע שלפחות במקרה אחד גידולים רגילים של סויה היו בעלי פוריות גבוהה ב 10% יותר מאשר גידולים של חברת מונסנטו שעברו הנדסה גנטית.[1] [2]

באפריל 2008 פורסמו ממצאיו של מחקר מקיף על גידולי מהונדסים גנטית ברחבי העולם, שנערך הגוף הבינלאומי להערכת מדעי החקלאות וטכנולוגיות פיתוח (IAASTD) - אשר הוקם בחסות האו"ם, הבנק העולמי וארגון הבריאות העולמי. המחקר קבע כי הנדסה גנטית איננה הפתרון לבעיית הרעב העולמי.[3]

הגדלת נזק סביבתי מחומרי הדברה

לעיתים קרובות מדברים על הנדסה גנטית כדבר שנועד להקטין את כמות ההדברה. אלא שאחד הפיתוחים הפופולריים ביותר כיום הוא זרעים עמידים לראונד-אפ - קוטל עשבים של תאגיד מונסנטו. היות ומונסנטו היא גם חברת הזרעים הגדולה בעולם וגם המוכרת הבלעדית של ראונד-אפ ושל זרעים עמידים לראונד-אפ יש לה אינטרס למכור זרעים שלמעשה מעודדים את החקלאי להשתמש בקוטל העשבים - כלומר לפחות במקרה זה, נוצר מצב שמעודד את השימוש בחומרי הדברה ולא להפך.

באופן דומה, פיתוח אחר של מונסנטו הוא תירס-BT. כאן אמנם אין שימוש בחומר ריסוס מלאכותי, אלא ברעלן טבעי מסוג BT שמשתמשים בו גם חוואים אורגניים. השימוש ברעלן זה מבוצע בחקלאות המסורתית באופן מבוקר, בעוד שבתירס BT הוא מיוצר באופן תמידי, על ידי כל תאי הצמח.

השפעות בריאותיות אפשריות

החדרה של חומרים לצמחים המהווים מזון (קוטלי חרקים, למשל) דורשת בדיקת ההשפעות לטווח ארוך על הצרכנים.

כאמור, תאגידים המקדמים הנדסה גנטית הצליחו להביא למצב בו אין קיום של בדיקות כאלה על ידי הרשויות, בטענה שמדובר בזנים 'שקולים במהותם' לזנים הטבעיים.

אובדן המגוון הגנטי

לפי הסרט עתיד המזון כבר היום 97% מהזנים שגודלו בתחילת המאה ה-20 לא מגודלים כיום.

חקלאות מבוססת זנים מהונדסים מעצימה את הבעיה המוכרת מהחקלאות הממוכנת - גידול מונוקולטורה (זן יחיד) על פני שטחים נרחבים. בכך נדחקים הזנים המסורתיים בעלי המגוון הגנטי. דבר זה גורם להגברת התלות בשימוש בקוטלי חרקים ומחלות וכן בקוטלי עשבים, כדי להתגונן נגד מזיקים שיכולים להשמיד שדות שלמים של גידולים הומוגניים. היות המגוון הגנטי מצומצם בכל העולם יכול לגרום לרעב בסדר גודל עולמי ומהווה בעיה בתחום ביטחון המזון העולמי.

הכנסת זכויות יוצרים לתחום

פיתוח זנים מהונדסים דורש משאבים רבים ולכן נדרש הפעלת חוקי זכויות יוצרים כדי למנוע מחקלאים לשמור זרעים ולהכריח אותם לקנות בכל שנה זרעים חדשים. כתוצאה מכך נגרמות בעיות חברתיות רבות: בקנדה תבעה מונסנטו חקלאי שבאדמתו גדלה קנולה מהונדסת עמידה לקוטל עשבים. לא רק שהחברה לא פיצתה אותו על כך שהגידול שלה מזהם את אדמתו, אלא שהשופט קבע כי החקלאי הפר את הפטנט של החברה, ואין זה משנה איך הגיעו הזרעים לשדה.

אלפי חקלאים בארצות הברית וקנדה נתבעו על ידי מונסנטו והגיעו להסכם מחוץ לכתלי בית המשפט. הסכמים אלו מאלצים אותם לוותר על מלאי הזרעים שהם שמרו, לפעמים במשך שנים, ובכך אובדת השונות הגנטית.

בנוסף לכך עולות שורה של בעיות מוסריות בשאלה של בעלות תאגידים על יצורים חיים - דבר שהחל בהנדסה גנטית של חיידקים עבר להיות מתן פטנטים על קוד גנטי של יצורים שלמים (לפחות בארצות הברית) - כולל צמחים ובעלי חיים, וכן על גנים של בני אדם. לפי הסרט עתיד המוזן הדבר הוביל גם לכך שתאגידים כמו מונסנטו הוציאו פטנטים גם על זנים קיימים שלא עברו כל שינוי גנטי.

הפרטת המחקר

ייתכן ותאגידים שחששו ממחקרים נגד ההנדסה הגנטית החלו להציף את האוניברסיטאות בכסף כדי למנוע ביקורת נגד הנושא.

על פי סרט התעודה עתיד המזון (סרט) על הנדסה גנטית בצמחים, בשנות ה-70 אוניברסיטאות התחילו לחקור את נושאי הנדסה הגנטית (GMO). תאגידי המזון הבינו את הסכנה, והתחילו בהשקעות מסיביות במחקרים באוניברסיטאות. בעברית פשוטה – הפרטה של המחקר האוניברסיטאי. כמובן שהטון במחקרים החל לנטות לטובת התאגידים. מחקרים ביקורתיים ל-GMO צריכים לרוץ אחרי תקציבים (שלא באופן מפתיע, אינם בנמצא...).

בשנת אלפיים ומשהו, כשהחלו לדבר על חיטה מהונדסת, החקלאים באחת המדינות התארגנו כנגד העניין. דבר ראשון שהתאגידים (כנראה זה היה מונסנטו, אבל אני לא בטוח) עשו זה לאיים שהם מושכים את כל תקציבי המחקר שהם מעבירים לאוניברסיטאות. דבר שני, הם איימו על האיכרים בתביעה על הפרעה למסחר.

דוגמא למחקר בשוקולד

תאגיד מארס (Mars) החל במבצע למיפוי הגנום של הקקאו. זאת במטרה להגן על יבול הקקאו ממזיקים ומחלות שונות. זו דוגמא למחקר גנטי שמושקעים בו הרבה מאוד כסף מכיוון שהמטרה היא רווח תאגידי, בעוד פרוייקט דומה למיפוי גנומים אחרים (יערות הגשם, מחוללי מחלות נפוצים וכו') היה יכול להטיב עם אוכלוסייה גדולה בהרבה.[4].

התנגדות להנדסה גנטית של מזון

בשל הסיכונים שטמונים בהנדסה הגנטית, וחשש מניצול לא ראוי של הטכנולוגיה, קמו מתנגדים רבים לשימוש בהנדסה הגנטית לייצור מזון. בחלק מהמדינות שימוש בזרעים מהונדסים גנטית - אסור.

בהונגריה שימוש בזרעים מהונדסים גנטית אסור. בקיץ 2011 לאחר שהשלטונות גילו שמקורו של תירס אשר גודל על שטחים ניכרים, בזרעים מהונדסים גנטית, הוחלט להשמיד את כל התירס המהונדס גנטית. החקלאים התלוננו שנגרם להם נזק רב מאחר וההשמדה מבוצעת בשלבים מאוחרים של הגידול ויגרם להם נזק ניכר.[5]

ראו גם

קישורים חיצוניים

חקלאות

רקע: ייצור ראשוני - מחזור הזרחן - מחזור החנקן - קרקע - ציידים לקטים - המהפכה החקלאית - המהפכה הירוקה - חקלאות תעשייתית - פריון חקלאי - שימושי קרקע - דשן - הומוס - צפיפות אוכלוסין פיזיולוגית - חקלאות בישראל

Contour buffer strips NRCS.jpg

אתגרי קיימות בחקלאות: בליית קרקע - מדבור - משבר המים העולמי - התחממות עולמית - חומרי הדברה - דשן כימי - שיא תפוקת הנפט - שיא תפוקת הזרחן - חקלאות כרות והבער - הנדסה גנטית - השפעות סביבתיות של מזון מהחי - ביטחון תזונתי - נעילה טכנולוגית

חקלאות בת קיימא: חקלאות בת קיימא - אגרואקולוגיה - פרמקלצ'ר - ביו אינטנסיב - טכנולוגיה נאותה - קומפוסט - שמירת זרעים - גידולים משולבים - סיעוף - יערנות חקלאית - קציר מי נגר - מזון אורגני - מזון מקומי - גינה קהילתית - חקלאות נתמכת קהילה - הקרן לביטחון תזונתי - תוכנית אב לחקלאות בת קיימא

ספרים וסרטים: התמוטטות - רובים חיידקים ופלדה - גבולות לצמיחה - תכנית ב' - עולם מלא, צלחות ריקות - מהפיכת הקנה הבודד - הסיוט של דרווין - מלך התירס - עתיד המזון - כוחה של קהילה