מהנדסים את הטבע: מהי הנדסה גנטית בצמחים?
מהי הנדסה גנטית, מי צריך אותה ולמה יש מי שחושב שעדיף בלעדיה? הצטרפו למסע בין עגבניות קטנטנות ופירות זוהרים
האם גם אתם חלמתם פעם על תות מנומר בטעם שוקולד, או שאתם בכלל מעדיפים שהבננה שלכם תהיה ורודה ועם טעם של מסטיק? שימו לב – זה בהחלט אפשרי! מתברר שהמציאות לא כל כך רחוקה מהדמיון, ומהפכת ההנדסה הגנטית בחקלאות בעיצומה.
נתחיל בהסבר קצר על גנטיקה: כל צאצא, לא משנה אם זה קקטוס או כריש, מקבל חלק גדול מהתכונות שלו מהוריו. לכן לזוג קרנפים נולד קרנף (ולא חתול או זיקית), ומהכלאת שני זני תפוחים מקבלים זרעים של תפוח ולא של משמש.
כך זה עובד: רוב היצורים החיים מורכבים מתאים שיש בהם גרעין, ובו קיימים מבנים הנקראים כרומוזומים. כל כרומוזום הוא מולקולה ענקית הנקראת חומצה דאוקסיריבונוקלאית, ובקיצור- דנ"א.
זהו המאגר של כל המידע התורשתי שקיים ביצור או בצמח הזה, והוא מורכב ממספר רב של יחידות תורשה, הנקראות גנים. הם אחראים להופעת התכונות השונות, כמו צבע העיניים אצל בני אדם או הטעם של הפירות.
אז בכל זאת, מהו הדנ"א? אתם יכולים לדמיין אותו כמו ספר מחולק לפרקים, שהם הכרומוזומים, וכל פרק בנוי ממשפטים, שהם הגנים. כמו שלכל משפט יש משמעות, כך כל גן מכיל הוראה. ההוראות מתורגמות לבניית חלבון מסוים, שאחראי יחד עם חלבונים אחרים לקביעת המאפיינים של אותו צאצא.
מערבבים גנים
הנדסה גנטית היא טכנולוגיה שפותחה בראשית שנות ה-70 של המאה ה-20, ובאמצעותה משפיעים על המידע הגנטי שנמצא בתא. הכוונה היא להוספת גנים חדשים לתא, או לשינוי של גנים קיימים. ככה מעבירים את החומר התורשתי מיצור אחד לאחר, והוא מקבל תכונה חדשה שגם עוברת לכל צאצאיו.
לפני כמה שנים, למשל, החדירו מדענים גן של דג הסנדל, החי במים קרים מאוד, לתותי שדה. התוצאה הייתה תותים בעלי גן שמגן עליהם מפני טמפרטורות נמוכות.
כך זה עובד: בהתחלה חותכים את הדנ"א ומבודדים את הגן שרוצים להעביר. אחר כך יוצרים במבחנה עוד הרבה עותקים שלו, וכל אחד מהם "מולחם" מחדש לדנ"א של היצור האחר.
כדי לא להעביר תכונות פחות מוצלחות, בוחרים מתוך כל הצאצאים שלו רק את אלה שקיבלו את התכונה הרצויה. רק תארו לכם שלאותם תותים מהונדסים היו צומחים גם סנפירים...
יש עוד שיטה לשיפור תכונות של יצורים, והיא נקראת טיפוח גנטי, או השבחה גנטית מכוונת. הרעיון שעומד מאחורי השיטה הזו פשוט, אבל הביצוע קצת מסובך: כבר אלפי שנים שבני אדם עוסקים בחקלאות, והם תמיד ניסו לשפר ולהשביח את הגידולים. הם עשו את זה באמצעות הכלאות, שזה חיבור של שני מיני צמחים כדי לקבל פרי שיזכה לתכונות הטובות משני הצמחים גם יחד.
בהתחלה ההכלאות היו מבוססות רק על ניסוי וטעייה, אבל לפני בערך 150 שנה הצליחו המדענים לא רק לחשוב על הכלאות, אלא לתכנן אותן ככה שהם יידעו מה יקבלו בהמשך.
תפוח אדמה סגול
בשיטת ההשבחה הגנטית מועבר כל החומר התורשתי ממין אחד לאחר. הצאצא הראשון שמתקבל אכן מכיל את הגן הדרוש, אבל גם גנים רבים שלא ממש מתאימים. לפעמים גם מאבדים כמה מהתכונות הטובות שהיו שם במקור, ולכן כדי לזכות בחזרה בתכונות הרצויות ולהיפטר מאלה שאינן מתאימות, צריך להכליא את הצאצאים שוב ושוב, עד שמקבלים את מה שרצוי.
הבעיה העיקרית היא שתהליך זה נמשך זמן רב, אין דרך לדעת בוודאות מה תהיה התוצאה בסופו, ואפשר לזווג רק זנים ששייכים לקבוצות גנטיות קרובות (אשכולית וקלמנטינה כן, תפוז ושסק ממש לא).
דוגמה אחת ליישום של השיטה הזו היא החיטה שנוצרה על ידי הכלאות שנעשו במשך המון דורות. גם משפחת ההדרים עברה שיפורים בדיוק באותה דרך, וכך נוצרו זנים קלים לקילוף ועם מעט גרעינים.
מדענים הצליחו ליצור בהשבחה גנטית גם זנים קצת מוזרים של פירות וירקות, כמו תפוח אדמה סגול, שגם סופג פחות שמן בטיגון, קיווי מתוק בצבע צהוב או אדום, קולרבי סגול, והכי כיף - גויאבה בלי ריח...
עגבניות מהונדסות
ב-1994 אושר לשיווק בארצות הברית המזון המהונדס הראשון. זה היה זן של עגבניות, ששמן המסחרי היה "שומר הטעם". הן פותחו מפני שעד אותו זמן היו החקלאים קוטפים את העגבניות בעודן בוסר כדי שישמרו על המרקם המוצק שלהן. קצת לפני שהן היו אמורות להגיע לחנויות היו מעבירים אותן דרך גז אתילן, בתהליך שנקרא הבחלה.
הונדסו ראשונות: עגבניות (צילום: מיה הוד)
התוצאה הייתה, כמו שאתם מתארים לעצמכם, די עגומה - העגבניות אולי הגיעו לצרכן במרקם הרצוי, אבל בלי הטעם והריח האופייניים לעגבנייה. לכן חיפשו את הגן שאחראי על ההתרככות, מה שאפשר להשאיר את העגבניות על השיח זמן ארוך יותר מבלי שיימעכו בהמשך.
כשמצאו אותו הן הגיעו לשווקים מוצקות, טעימות וריחניות, ובאותה הזדמנות גם הפכו לפחות רגישות לפגיעת פטריות.
סוף לרעב?
יתרון נוסף של ההנדסה הגנטית נעוץ בעובדה שבעולם חיים היום יותר מ-6.8 מיליארד בני אדם, וכולם צריכים לאכול. ההתערבות המלאכותית של האדם מאפשרת להגדיל את כמויות היבול בעולם, ולשם כך מפתחים זנים של חיטה, שעורה וסויה שיצרכו פחות מים וגם יפיקו יותר יבולים בשנה.
איכות המזון וערכו התזונתי ניתנים גם כן לשיפור באמצעות התהליך הזה. למשל, הוספת גנים מאפונה לצמחי אורז יצרה זנים של אורז עשיר בחלבונים – פיתרון מצוין לאוכלוסיות שצורכות בעיקר אורז, ושבתפריט שלהן חסרים חומרים מזינים.
גם הקנולה, שמן המופק מזן תרבותי של צמח הלפתית, היה בעבר גידול זניח והשמן שהופק מזרעיו לא היה ראוי בכלל למאכל אדם. בשנים האחרונות הצמח שופר באופן משמעותי, והשמן שלו נחשב היום למעולה.
ויש גם בעיות
אם הנדסה גנטית כל-כך מוצלחת, מדוע יש לה כל-כך הרבה מתנגדים? אחדים מאלו שיוצאים נגד ההתערבות של האדם בטבע טוענים שצמחים שעברו הנדסה גנטית עלולים להשפיע על זני הבר באמצעות האבקה, וכך ייווצרו זנים מעורבים והאיזון האקולוגי יופר.
חוץ מזה, הם אומרים, התערבות בטבע עלולה להיות מסוכנת. כי מה יהיה אם יקום מדען מטורף שיחליט ליצור תפוח רעיל שנראה כמו תפוח רגיל, או להנדס אדם עם תכונות של צפרדע?
מתנגדים אחרים חוששים שהפגיעה האמיתית באדם ובסביבה תתגלה רק בעתיד, מפני שהטכנולוגיה הזו חדשה יחסית ועדיין לא יודעים בדיוק מה קורה למי שאוכל מזונות כאלה.
עוד בעיה היא שבצמחים מהסוג הזה עלולים להופיע חלבונים חדשים שיגרמו לבני אדם לפתח תגובות אלרגיות, והמזון המהונדס עלול להכיל גם רעלנים שאנחנו לא מכירים ולא יודעים איך ישפיעו על הבריאות שלנו.
שאלות נוספות עולות גם בקרב שומרי כשרות, צמחונים וטבעונים. חשבו על זה גם אתם: הרי ידוע שקורי עכביש נחשבים לסיבים החזקים ביותר בטבע. מה יקרה אם יפותחו עגבניות שיחדירו לתוכן גן של עכביש כדי לשפר את המרקם שלהן? האם הן יהיו כשרות? האם הן עדיין יהיו צמחוניות?
הנדסה גנטית בארץ ובעולם
כדי לענות על כל השאלות האלה, ובעיקר כדי להשגיח על ההתפתחויות בתחום המורכב הזה, הוקמו ועדות וגויסו מפקחים שהתפקיד שלהם לבדוק את בטיחות המזון ששופר באמצעות הנדסה גנטית. בארצות הברית ובאירופה כבר אפשר למצוא בשווקים מזון מהונדס, אלא שבארצות הברית לא חייבים לסמן אותו ובאירופה דווקא כן.
ומה אצלנו? ישראל היא אחת המדינות המובילות בעולם בתחום ההשבחה הגנטית בחקלאות, אך בתחום ההנדסה הגנטית אנחנו נמצאים רק בשלב המחקרי.
זה אומר שכרגע אין בארץ ירקות ופירות מקומיים שעברו הנדסה גנטית, אלא רק נעשה שימוש בחומרי גלם מיובאים, בעיקר תירס וסויה. משרד הבריאות ומשרד החקלאות הקימו ועדות מיוחדות שמקיימות בדיקות תכופות ומפקחות על המזון הזה.
אז מה אתם אומרים? האם אנחנו בדרך למהפכה או לאסון גדול? כנראה שקרוב יותר לאפשרות הראשונה, אלא שכמו בכל מהפכה מדעית, אסור לנו להיות שאננים וצריך לזכור כל הזמן את הסכנות שנמצאות בדרך. בינתיים אתם רק צריכים לשים לב שלתפוז שלכם אין עיניים, ושלענבים אין שיניים. זה עלול להיות די מפחיד...
הכתבה התפרסמה במגזין "גלילאו צעיר" מבית מוטו תקשורת.
לכתבות נוספות של גליליאו צעיר באתר ifeel
לפנייה לכתב/ת 
