Tuholaisia sietävät puuvillat, soijat, maissit ja rypsit ovat jo yleisiä. Seuraavaksi kasveihin lisätään makua ja terveellisyyttä. Kolmas aalto tuottaa lääkkeitä ja polymeerejä.


TEKSTI:Eija Pehu ja Susanne Somersalo

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tuholaisia sietävät puuvillat, soijat, maissit ja rypsit ovat jo yleisiä.
Seuraavaksi kasveihin lisätään makua ja terveellisyyttä.
Kolmas aalto tuottaa lääkkeitä ja polymeerejä.

Julkaistu Tiede-lehdessä

4/2001

Ensimmäistä kertaa kasviin siirrettiin vieras geeni vuonna 1983. Kohteena oli tupakka, tutkijoiden tavallinen mallikasvi. Pian uuden geenin sai myös petunia. Nykyisin geenejä osataan siirtää yli 120 kasvilajiin, muun muassa kaikkiin tärkeimpiin viljelykasveihin ja moniin puulajeihin.

Siirtogeenisiä kasveja otettiin ensi kertaa laajamittaiseen viljelyyn vuonna 1992, kun Kiinassa alettiin kasvattaa viruksenkestävää tupakkaa. Vain pari vuotta myöhemmin Yhdysvalloissa ryhdyttiin viljelemään useita siirtogeenisiä kasvilajikkeita.

Yli 20 kertaa Suomen viljelyala

Maailman siirtogeenisten kasvien viljelypinta-ala on kasvanut voimakkaasti. Vuonna 1996 se oli noin 1,7 miljoonaa hehtaaria, vuonna 1997 11 miljoonaa ja vuonna 1999 jo 39,9 miljoonaa hehtaaria. Vuoden 2000 noin 44,2 miljoonan hehtaarin viljelyalue oli yli 20 kertaa suurempi kuin Suomen koko viljelyala.

Laajimmilla alueilla siirtogeenisiä kasveja tuotetaan Yhdysvalloissa, Argentiinassa, Kanadassa ja Kiinassa. Euroopassa niitä ei toistaiseksi juuri viljellä. Pieniä aloja siirtogeenistä maissia on kuitenkin Espanjassa, Ranskassa, Saksassa ja Portugalissa.

  yhdeksässä maassa, vuonna 2000 kolmessatoista. Tuotantoa on jo kaikissa maanosissa, ja kehitysmaiden osuus on jatkuvasti kasvanut: vuonna 2000 noin neljännes sadoista kasvoi kehitysmaissa.

Tärkein jo viljellyistä lajeista on soija. Vuonna 2000 sen osuus siirtogeenisten kasvien viljelyalasta oli 58 prosenttia. Muita tärkeitä ovat maissi, puuvilla ja rapsi. Jonkin verran kaupallisessa viljelyssä on ollut myös perunaa, kurpitsaa, tomaattia ja papaijaa.




Eniten viljellään yhdysvalloissa

Siirtogeenisiä kasveja viljeltiin vuonna 2000 kolmessatoista eri valtiossa. Neljän kärjessä oli kaksi teollisuusmaata, eli Yhdysvallat ja Kanada, ja kaksi kehitysmaata, eli Argentiina ja Kiina.

                       Viljelyala v. 2000


                       (miljoonaa hehtaaria)


                               30,3


                                  10


                                      3


                                          0,5


                                   0,15


                              0,1


                                    alle 0,1


                                     alle 0,1


                                    alle 0,1


                                    alle 0,1


                                       alle 0,1


                                     alle 0,1


                                   alle 0,1

Ihmisten syötäväksi 1994

Vuonna 1994 markkinoille hyväksyttiin ensimmäinen siirtogeeninen ihmisravinnoksi tarkoitettu lajike, Yhdysvalloissa kehitetty FlavrSavr™-tomaatti.

Tätä nykyä Yhdysvaltain ja Kanadan markkinoilla on useita geneettisesti muokattuja lajikkeita, jotka on tarkoitettu ihmisravinnoksi ja karjan rehuksi. Euroopan unionin alueella on ehditty hyväksyä kymmenen lajiketta, mutta prosessi on nyt jäädytetty uuden geenitekniikkadirektiivin valmistumiseen asti. Jonossa on ainakin kolmetoista tuotetta: muun muassa rikkakasvihävitettä kestävä rehujuurikas, säilyvyydeltään parannettu tomaatti ja muunnettua tärkkelystä tuottava peruna.

Siirtogeenitekniikalla on yleisimmin jalostettu viljelykasvien kestävyyttä rikkakasvihävitteitä ja tuhohyönteisiä vastaan. Virustautikestävyys on myös suhteellisen yleinen sovellus, mutta Euroopan unionin alueella tällaisia lajikkeita ei ole vielä hyväksytty.

Vanhoja pulmia ratkottiin ensin

Tähän asti kasvigeenitekniikan sovelluksissa on eletty lähinnä ensimmäistä sukupolvea. Huomio on ollut pelloilla, eli on parannettu kasvien viljelyominaisuuksia.

Kysymys ei ole pelkästään agrokemikaaliyritysten taloudellisesta intressistä. Sekä organisaatiot että tieteelliset keksinnöt ovat yleensä vahvasti sidoksissa menneisyyteen. Uusi teknologia valjastetaan ensin ratkomaan vanhoja - mutta yhä tärkeitä - ongelmia. Maataloudessa tällaisia haasteita ovat esimerkiksi sadon lisääminen ja tuhohyönteisten vastustaminen. Siksi ei ole yllättävää, että maatalousbiotekniikka on aluksi tarjonnut uutuuksiaan juuri viljelijöiden tarpeisiin, ei niinkään kuluttajien.

Nyt ovat kuitenkin jo tulossa toisen polven sovellukset, jotka pyrkivät kehittämään kasvien laatuominaisuuksia, kuten terveellisyyttä, ravitsevuutta ja makua.

Uusinta uutta on nähdä kasvit biologisina tehtaina, jotka voivat pelloilla tuottaa hyödyllisiä yhdisteitä, kuten rokotteita, lääkkeitä, teollisia entsyymejä tai polymeerejä. Monet tutkimusryhmät valmistelevat tätä kolmatta sukupolvea eli aivan uudenlaisten ominaisuuksien lisäämistä kasveihin.

Genomeista haetaan hyötygeenejä

Parhaillaan on myös käynnissä massiivisia kokonaisten kasvigenomien selvityshankkeita. Sitä mukaa kuin genomeja luetaan läpi, aletaan selvittää myös geenien tuotteiden eli proteiinien rakennetta ja tehtäviä. Näin löydetään hyödynnettävissä olevat proteiinit ja niitä koodaavat geenit.

Ensimmäinen kokonaisen kasvigenomin lukeminen raportoitiin Nature-lehdessä 14. joulukuuta 2000. Kyseessä oli kasvigenetiikan mallilaji lituruoho eli Arabidopsis thaliana. Kansainväliseen selvitykseen osallistui lukuisia tutkimusryhmiä Yhdysvalloista, Euroopasta ja Japanista, ja nyt lituruohon koko dna:n sekvenssi eli emäsjärjestys on vapaasti saatavilla julkisista sekvenssipankeista.

Seuraavana haasteena on selvittää lituruohon kaikkien noin 25 000 geenin tehtävät. Tähän pyritään kymmenen seuraavan vuoden aikana, tälläkin kertaa laajana kansainvälisenä yhteistyöhankkeena. Lituruoho ei kuulu viljelykasveihin, mutta sen perimän tunteminen auttaa ymmärtämään niitäkin.

Myös ensimmäinen hyötykasvin genomi on jo luettu: kunnian sai riisi. Yritykset Syngenta (yhdistyneet Novartis ja Astra-Zeneca) ja Myriad Genetics ilmoittivat urakan valmistuneen 26. tammikuuta 2001. Tässä - kuten ihmisenkin perimän selvityksessä - yritysten mukaantulo nopeutti tutkimusta merkittävästi. Julkisesti rahoitettu riisiprojekti on nimittäin lukenut vasta alle 10 prosenttia riisin perimästä.

Riisi on ensimmäinen yksisirkkainen kasvi, jonka koko genomin emäsjärjestys tunnetaan, joten sen selvitys auttaa ymmärtämään myös muiden viljakasvien genomia.

Kaupalliset yritykset yleensä rajoittavat tutkimustensa julkisuutta. Syngenta on kuitenkin ilmoittanut, että kehitysmaiden maatalouteen ja ruokaturvaan keskittyvät kansainväliset ja kansalliset tutkimusorganisaatiot voivat käyttää riisin genomista saatua tietoa vapaasti.

Yritykset investoivat agrobioon

Ruokakasveihin sovellettu biotekniikka on virittänyt aktiivisen yhteiskunnallisen keskustelun. Millainen tutkimus tuottaa parhaan tuloksen julkisesti rahoitettuna, millainen yritysten hoivissa? Miten yliopistot ja tutkimuslaitokset voivat nopeasti kaupallistaa keksintöjään, ja miten yritysten keksintöjä saadaan hyödynnettäviksi julkisesti rahoitettuun tutkimukseen? Miten kasvibiotekniikalla voidaan nopeasti ja turvallisesti ratkoa myös kehitysmaiden ruokaongelmia?

Se, että biotekniikan keksintöjä voi patentoida, on innostanut yritykset panostamaan agrobiotekniikkaan yhä enemmän. Esimerkiksi vuonna 1998 alan suurimpien yritysten maataloustutkimukseen sijoittamasta 18 miljardista markasta noin 40 prosenttia eli 7 miljardia meni kasvibiotekniikkaan.

Kiinnostavia ovat myös informaatiotekniikan ja biotekniikan uudet yhteydet. Motorola ja IBM ilmoittivat äskettäin panostavansa lisää mikrosirutekniikan bioteknisiin sovelluksiin. Motorola kehittää kännykän kokoista kotikäyttöistä laitetta, joka tunnistaa bakteeri- ja virusinfektiot syljestä. Samantyyppinen sovellus voisi auttaa maatilanomistajia tunnistamaan kotieläinten ja hyötykasvien tauteja. IBM puolestaan sijoittaa tänä vuonna noin 670 miljoonaa markkaa yhteisprojekteihin biotekniikkayritysten kanssa.

Kehitysmaita ei ole unohdettu

Vaikka biotekniikka on teollisuusmaiden suuryritysten leipälaji, kehitysmaiden tutkijat ovat pystyneet siirtämään osan hyödyistä omiin maihinsa. Useat kansainväliset organisaatiot nimittäin pyrkivät neuvottelemaan yritysten keksintöjä julkisesti rahoitetun tutkimuksen käyttöön. Näin toimivat esimerkiksi ISAAA (International Service for Acquisition of Agri-biotech Applications) ja Kansainväliset maataloustutkimusinstituutit (Consultative Group of International Agriculture Institutes).

  siirtogeeninen "kultainen riisi" ja viruksia kestävä siirtogeeninen bataatti.

Bataatti on tärkeä ruokakasvi erityisesti Afrikassa, mutta noin puolet sadoista hukkaantuu sen virustautien vuoksi. Vuonna 1991 Kenian maataloustutkimuslaitos ja Monsanto-yhtiö alkoivat kehittää virustautikestävyyttä geenitekniikalla, ja nyt siirtogeeniset bataatit ovat valmiita kenttätestauksiin Keniassa.

Riisiuutuus tuli vielä laajempaan tarpeeseen. Noin 60 prosenttia ihmiskunnasta saa pääravintonsa riisistä, mutta siinä ei ole A-vitamiinia ja sen rauta on vaikeasti käytettävässä muodossa. Siksi 230 miljoonaa lasta potee vuosittain A-vitamiinin puutosta ja peräti 3,7 miljardia ihmistä vakavaa raudanpuutosta. Sveitsiläinen tutkimusryhmä alkoi jalostaa geenitekniikalla A-vitamiini- ja rautapitoista riisiä vuonna 1993, ja 1999 tämä "kultainen riisi" annettiin kansainväliselle riisintutkimuslaitokselle IRRI:lle jatkojalostettavaksi Aasian käyttöön.

  kuivuusongelmat ovat yhä pahenemaan päin. Kaikkia näitä vitsauksia voidaan lieventää bioteknisin keinoin.




EU on hyväksynyt 10 tuotetta

Euroopan unioni on heinäkuuhun 2000 mennessä hyväksynyt seuraavat siirtogeeniset kasvituotteet. Muita tuotteita ei hyväksytä ennen uuden geenitekniikkadirektiivin valmistumista.

                                                                         Ilmoittava yritys           Euroopan  komission


                                                                                                                            päätös annettu

Tupakka, bromoxyliininkestävä                                   SEITA                               8.6. 1994

Rapsi, siitepölytön,glufosinaatinkestävä*,     


                                                        Plant Genetic Systems     6.2. 1996

Soija, glyfosaatinkestävä*,


                                             Monsanto                         3.4. 1996

Sikurisalaatti, siitepölytön,


glufosinaatinkestävä,


                                                        Bejo-Zaden BV                20.5. 1996

Maissi, hyönteiskestävä (Bt),


                                                  Giba-Geigy                       20.1. 1997

Rapsi, glufosinaatinkestävä,


                                             AgrEvo                             22.4. 1998

                                      Monsanto                         22.4. 1998

Maissi, hyönteiskestävä (Bt),


                                                  Novartis                            22.4. 1998

Neilikka, maljakossa


                                                      Florigene                          20.10. 1998

                                    Florigene                          20.10. 1998

*rikkakasvihävitteitä

Lähde: Service of Biosafety and Biotechnology, Belgia

Kiina panostaa kilpailukykyyn

Eri kehitysmaissa biotekniikka nähdään kuitenkin hieman eri valossa. Tämä käy ilmi professori R. Paarlbergin viime vuonna julkaisemasta tutkimuksesta, jossa hän analysoi neljän kehitysmaan kansallisen politiikan suhtautumista siirtogeenisiin kasveihin.

Analysoiduista maista Kiina suhtautuu kaikkein myönteisimmin kasvigeenitekniikkaan. Brasilia, Intia ja Kenia ovat olleet varovaisempia. Nämä kolme ilmoittivat varovaisuutensa tärkeimmiksi syiksi tekniikkaan mahdollisesti liittyvät ympäristöriskit. Tämä on hieman yllättävää, koska näissä maissa ei ihmeemmin varota ympäristövaikutuksia esimerkiksi maatalouskemikaaleja käytettäessä. Sitä paitsi monet siirtogeeniset kasvit vähentäisivät torjunta-aineiden tarvetta. Ristiriitaista on myös se, että varovaisesta kannastaan huolimatta Intia ja Brasilia investoivat huomattavasti kansallisen biotekniikan kehittämiseen.

Jatkotutkimus osoittikin, että varovaisuuden takana ovat puutteet maan omassa riskinarviointiasiantuntemuksessa ja pelko kansainvälisten ympäristöliikkeiden hyökkäyksistä. Esimerkiksi Brasiliassa ympäristöliikkeet ovat oikeudenkäynneillä hidastaneet siirtogeenisten kasvien hyväksymistä.

Keniassa geenitekniikkaa valvova komitea on epäröinyt hyväksyä edes tutkimusmateriaalien maahantuontia, koska se on pelännyt joutuvansa kansalaisjärjestöjen hampaisiin.

Kiina sen sijaan on vuodesta 1992 alkaen hyväksynyt siirtogeenisten kasvien laajan tuotannon. Yksi syy on se, että uudet kasvit hyväksyy maatalousministeriön alainen komitea eikä ympäristöministeriö tai useiden ministeriöiden yhteiskomitea, kuten monissa muissa maissa (muun muassa Suomessa). Maatalousministeriön päämotiivina on tietysti maatalouden kilpailukyky. Kiinan poliittinen järjestelmä ei sitä paitsi salli kansalaisjärjestöjä.

Paarlbergin tutkimus kuvastaa päätöksenteon vaikeutta myös monissa muissa kehitysmaissa. Agrobiotekniikka antaisi tekniset mahdollisuudet trooppisten kasvilajien jalostamiseen. Kehitysmaiden on kuitenkin hankala toisaalta taata ruokaturva kansalaisilleen ja kilpailukyky maataloudelleen ja toisaalta tyydyttää kansalaisjärjestöjä, jotka vaikuttavat merkittävästi tekniikoiden kansalliseen ja kansainväliseen hyväksyttävyyteen.

Tiukka testaus suosii suurfirmoja

Siirtogeenisiä kasveja hyväksytään markkinoille tiukoissa arviointiprosesseissa. Esimerkiksi Euroopassa uutta lajiketta testataan laboratorioissa, kasvihuoneissa ja kenttäkokeissa vuosien ajan, ennen kuin sille voidaan hakea viljelylupaa.

Arvioinnissa tarkistetaan muun muassa, miten uusi geeni ja sen tuottama proteiini vaikuttavat kasvin elintoimintoihin. Luvanhakijoiden täytyy pystyä osoittamaan, että uusi geeni toimii juuri niin kuin pitääkin eikä muuta esimerkiksi kasvin lisääntymisbiologiaa odottamattomalla tavalla.

Jos lupaa haetaan ruokakasville, on osoitettava, ettei uusi proteiini aiheuta allergioita eikä muitakaan terveyshaittoja.

Koska vaaditut ympäristö- ja terveystarkastukset ovat kovin massiivisia, markkinaluvat tulevat niin kalliiksi, ettei pienillä yrityksillä enää ole niihin varaa. Tämä estää osaltaan pienten kasvinjalostajien pyrkimistä suuryritysten seuraksi modernin agrobiotekniikan markkinoille, vaikka tekniikoiden itsensä hinnat ovat alentuneet. Samasta syystä köyhien kehitysmaiden on vaikea edistää ruoantuotantoaan geenitekniikoilla.

Entisessäkin maataloudessa haittansa

Siirtogeenisten kasvien mahdollisista ympäristö- ja terveysriskeistä on keskusteltu paljon, vaikka tällaisia riskejä ei juuri ole perusteellisissa tutkimuksissa ilmennyt. Itse asiassa mitään muuta Euroopassa markkinoitua ruoan raaka-ainetta ei testata yhtä tarkasti kuin siirtogeenisiä kasveja.

Pohdittaessa uuden jalostusmenetelmän riskejä pitäisi muistaa myös nykyisen maatalouden tunnetut, olemassa olevat haitat.

On mahdollista, että pellollinen hyönteisiä kestävää siirtogeenistä viljelykasvia vähentää paikallisesti sellaisten perhosten määrää, joiden ruokavalioon kasvi kuuluu. Tätä mahdollisuutta on kuitenkin punnittava sitä tosiasiaa vastaan, että nykyinen torjuntakemikaalien levittäminen tuhoaa nekin alueella liikkuvat perhoset, jotka eivät ruokaile pellolla. Sitä paitsi torjuntakemikaalit heikentävät myös luonnollisten petohyönteisten kantoja ja siten vähentävät luontaista biologista torjuntaa peltoekosysteemissä.

Toisaalta emme vielä tiedä, minkälaisia ympäristövaikutuksia saattaa olla esimerkiksi sellaisilla siirtogeenisillä viljelykasveilla, jotka kestävät kylmyyttä tai kuivuutta entistä paremmin. Voisivatko ne päihittää luonnonkasveja kilpailussa myös pellon ulkopuolella?

  asiantuntemukseen pohjaavalla tapauskohtaisella harkinnalla.

Eija Pehu on Helsingin yliopiston kasvinviljelytieteen professori. Hän työskentelee nykyisin Washingtonissa Maailmanpankin maaseudunkehitysosastossa tieteen ja teknologian erityisneuvonantajana. Artikkelissa esiintyvät mielipiteet eivät kuitenkaan ole Maailmanpankin kannanottoja vaan hänen omiaan.

Susanne Somersalo on kasvifysiologian dosentti Helsingin yliopistossa ja toimialajohtaja Licentia Oy:ssä. Hän on kirjoittanut oppikirjan kasvigeenitekniikasta ja suomentanut biotekniikkaa käsittelevää kirjallisuutta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla