H Πράσινη Επανάσταση

Οι εορτασμοί για τη συμπλήρωση 50 χρόνων από την περιγραφή της διπλής έλικας του DNA επεσκίασαν εφέτος την επέτειο ενός άλλου γεγονότος, της Πράσινης Επανάστασης, της οποίας η επίδραση στον ανθρώπινο πληθυσμό υπήρξε άμεση και ήταν σαφώς μεγαλύτερη. Με τον όρο Πράσινη Επανάσταση ορίζεται η καλλιέργεια νέων για την εποχή ποικιλιών σιτηρών με ταυτόχρονη εφαρμογή καλλιεργητικών πρακτικών οι οποίες πολλαπλασίασαν την απόδοση, χόρτασαν τον τότε πληθυσμό της Γης και επέτρεψαν τη σημερινή αύξησή του.

Όλα άρχισαν από ένα τυχαίο γεγονός, από τη μετάλλαξη κάποιων φυτών σταριού σε χωράφια της Ιαπωνίας. Το φαινόμενο μπορεί να συνέβαινε και σε άλλες περιοχές, οι σπόροι όμως των φυτών αυτών, τα οποία εν αντιθέσει με τις ποικιλίες που καλλιεργούνταν τότε ήταν πολύ κοντά σε ύψος, κρατήθηκαν από κάποιους επιστήμονες ως αξιοπερίεργο. Αυτό το αξιοπερίεργο επέτρεψε να λάβει χώρα η Πράσινη Επανάσταση η οποία αξιοποίησε τις ιδιότητες των κοντών φυτών. Παρά το γεγονός ότι τα φυτά αυτά τροφοδότησαν επαρκώς όλον τον πλανήτη, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν για δεκαετίες το γενετικό μυστικό τους. Αυτό άρχισε να αποκαλύπτεται στα τέλη της δεκαετίας του '90. Σήμερα το γονίδιο του «κοντού σταριού» έχει αποκαλυφθεί και έλληνες και ξένοι ερευνητές μελετούν σε βάθος τον μηχανισμό με τον οποίο επιτυγχάνεται η δράση του, τόσο στο σιτάρι όσο και σε άλλα φυτά, όπως το αμπέλι και το βαμβάκι. Ωστόσο το γονίδιο της Πράσινης Επανάστασης δεν υπήρξε πανάκεια. Αντιθέτως, όπως εξηγεί ο καθηγητής Γενετικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης, στο εργαστήριο του οποίου απομονώθηκε το γονίδιο από το βαμβάκι, αυτό εδέχθη μια πληθώρα κατηγοριών, δικαίων και αδίκων. Στα άρθρα που ακολουθούν διαβάστε την ιστορία της Πράσινης Επανάστασης, τους λόγους για τους οποίους το γονίδιο κατηγορείται, αλλά και τις πιθανότητες που υπάρχουν να βιώσουμε μια δεύτερη επανάσταση.

Όσοι από εμάς έχουμε παππούδες γεωργούς μπορεί να έχουμε ακούσει ότι πριν από τον B' Παγκόσμιο Πόλεμο το ύψος των σιτηρών έφθανε το ύψος των ανθρώπων. Ένα παιδί σαφώς δεν φαινόταν σε ένα χωράφι φυτεμένο σιτάρι. Εκτός αν είχαν προηγηθεί άνεμοι ή έντονες βροχοπτώσεις. Γιατί τότε το ψηλό και ισχνό στάχυ θα είχε λυγίσει, θα είχε πέσει στο έδαφος και μπορεί το παιδί να φαινόταν, όμως η σοδειά θα είχε καταστραφεί. Ακόμη όμως και να μην είχε καταστραφεί η σοδιά, αυτή ποτέ δεν θα ήταν μεγάλη ή τουλάχιστον όσο μεγάλη τη γνωρίζουμε σήμερα. Βλέπετε, το φυτό ξόδευε τόση ενέργεια για να φτιάξει το στάχυ που δεν του περίσσευαν αποθέματα για τον σπόρο.

Το 1935 ένας ιάπωνας βελτιωτής σιτηρών παρατηρεί και απομονώνει κοντά φυτά σιταριού τα οποία μεγαλώνουν ανάμεσα στα ψηλά. Τα σταθεροποιεί και τα διατηρεί σε έναν σταθμό του ιαπωνικού υπουργείου Γεωργίας, χωρίς όμως να τα θεωρεί αξιοποιήσιμα. Αμέσως μετά τον πόλεμο ο αμερικανός στρατηγός Ντάγκλας Μακ Αρθουρ που ορίζεται διοικητής της ηττημένης Ιαπωνίας φέρνει μαζί του μια πλειάδα επιστημόνων, μεταξύ των οποίων και τον αγρονόμο Σεσίλ Σάλμον. Φεύγοντας από την Ιαπωνία, ο Σάλμον, ο οποίος εντυπωσιάζεται από το κοντό στάρι αλλά δεν έχει αντιληφθεί τις δυνατότητές του, παίρνει μαζί του στις ΗΠΑ σπόρους από 16 διαφορετικές ποικιλίες, μεταξύ των οποίων και η Νορίν 10.

Ο Σάλμον μοιράζει τις ποικιλίες σε διαφορετικούς αγρονομικούς σταθμούς των ΗΠΑ, αλλά κανένας δεν φαίνεται να ασχολείται σοβαρά μαζί τους εκτός από τον Ορβιλ Βόγκελ του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον. Ο Βόγκελ αναλύει και την ποικιλία Νορίν 10, και μάλιστα με τη βοήθεια διασταυρώσεων την απαλλάσσει από την ευπάθειά της στους μύκητες. Ενόσω οι μελέτες του Βόγκελ βρίσκονται σε εξέλιξη, τον επισκέπτεται ο Νόρμαν Μπόρλαου του Διεθνούς Ερευνητικού Κέντρου για το Καλαμπόκι και το Σιτάρι του Μεξικού. Εντυπωσιασμένος από το κοντό σιτάρι, ο Μπόρλαου παίρνει μαζί του σπόρους και τους διασταυρώνει με τις καλύτερες μεξικανικές ποικιλίες. Επιπροσθέτως, προκειμένου να μειώσει τον χρόνο που απαιτείται για τις διασταυρώσεις, ο Μπόρλαου καλλιεργεί δύο φορές τον χρόνο το σιτάρι του, τη μία στη ζεστή περιοχή του Τσιάνο και την άλλη στην κρύα ορεινή Τολούκα. Ετσι, χωρίς να το έχει προσχεδιάσει, ο νεαρός τότε ερευνητής αυξάνει την προσαρμοστικότητα του σιταριού του, το οποίο μπορεί πια να καλλιεργηθεί σε όλα τα μήκη και πλάτη του κόσμου.

Βεβαίως, για την παγκόσμια καλλιέργεια των υψηλοαποδοτικών ποικιλιών του σταριού που δημιουργήθηκε στο Μεξικό συνέβαλε ο Παγκόσμιος Οργανισμός Τροφίμων του ΟΗΕ, ενώ αντίστοιχες προσπάθειες έγιναν με επιτυχία και για το ρύζι, το σιτηρό που συντηρεί τα 3/5 των ανθρώπων. Όσο για τον Μπόρλαου, αυτός τιμήθηκε το 1970 με το βραβείο Νομπέλ Ειρήνης, ενώ ως σήμερα συνεχίζει τις προσπάθειές του να σιτίσει όλον τον πληθυσμό του πλανήτη.

Μπορεί οι βελτιωτές να αξιοποίησαν τις ιδιότητες του κοντού σιταριού, όμως δεν γνώριζαν τη γενετική βάση τους. Αυτή άρχισε να διαφαίνεται όταν η μελέτη των γονιδιωμάτων και η απομόνωση γονιδίων φυτών έγινε υπόθεση ρουτίνας. Σήμερα το γονίδιο της Πράσινης Επανάστασης, το οποίο ονομάζεται Gai, έχει απομονωθεί σε πολλά φυτά και, όπως ήταν αναμενόμενο, η λειτουργία του συνίσταται στον έλεγχο του ύψους των φυτών. Ειδικότερα, το γονίδιο ελέγχει την ευαισθησία των φυτών στην ορμόνη γιββερελλίνη. H γιββερελλίνη είναι η ορμόνη που καθορίζει την αύξηση του φυτού. Όταν το γονίδιο Gai είναι μεταλλαγμένο (όπως στην αρχική ιαπωνική ποικιλία κοντού σταριού, αλλά και στις σημερινές βελτιωμένες), η ευαισθησία του φυτού στη γιββερελλίνη μειώνεται και αυτό δεν ανταποκρίνεται στις προσταγές της. Έτσι όλη η αρχιτεκτονική του αλλάζει: το στάχυ γίνεται κοντό και παχύ (ανθεκτικό στον άνεμο) και ο καρπός πολύ πιο μεγάλος, αφού τα θρεπτικά συστατικά που λαμβάνονται από το έδαφος και δημιουργούνται από τη φωτοσύνθεση δεν σπαταλώνται στη δημιουργία ψηλού κορμού. Σήμερα οι καλλιεργήσιμες ποικιλίες σταριού δεν ξεπερνούν σε ύψος τα 70-90 εκατοστά, εν αντιθέσει με τα 150-180 των παλαιών ποικιλιών, ενώ η απόδοσή τους ανά στρέμμα μπορεί να φθάνει τα 1.000 κιλά, αντί των 80-100 κιλών του παρελθόντος.

Εκτός από το σιτάρι, το γονίδιο Gai απομονώθηκε εφέτος και στο αμπέλι, σε γαλλικούς αμπελώνες. Εκτός από το να κάνει το φυτό κοντύτερο, η δράση του γονιδίου μετατρέπει του έλικες του φυτού σε καρπούς, ανεβάζοντας σημαντικά τις αποδόσεις. Ομοίως, έλληνες ερευνητές του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης απομόνωσαν το γονίδιο Gai στο βαμβάκι, μια σημαντική καλλιέργεια για τη χώρα μας. Το γονίδιο ελέγχει το ύψος του φυτού και η δομή και οργάνωσή του είναι πανομοιότυπη σχεδόν με το αντίστοιχο γονιδίου Gai του σταριού.

Ένα γονίδιο κατηγορείται

ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΤΣΑΥΤΑΡΗΣ
Καθηγητής Γενετικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

Τα κοντά σιτηρά και οι υψηλές αποδόσεις τους χόρτασαν τον κόσμο των τότε 2 δισεκατομμυρίων εξασφαλίζοντας συνεχώς φθηνότερο στάρι, ρύζι, κριθάρι κ.ά. Συνοδεύτηκαν όμως από σειρά προβλημάτων, τα οποία σε συνδυασμό με πληθώρα λανθασμένων αγροτικών πολιτικών παγκοσμίως (με προεξάρχουσες τις επιδοτήσεις) οδήγησαν τη γεωργία στα σημερινά αδιέξοδα.

Πιο συγκεκριμένα, οι γεωργοί που ενδιαφέρονται κυρίως για τις αποδόσεις υιοθέτησαν γρήγορα τις νέες ποικιλίες για να εξασφαλίσουν στην αρχή τροφή και αργότερα υψηλότερα εισοδήματα. Στα ξηρικά χωράφια όπου οι γεωργοί συνήθιζαν στην ευεργετική εναλλαγή καλλιεργειών (αμειψισπορά) σπέρνοντας κυρίως τη μία χρονιά σιτηρά και την επόμενη ψυχανθή (π.χ. φακές, φασόλια, τα οποία είχαν την ίδια περίπου απόδοση ή εισόδημα) άρχισε η ζημιογόνος μονοκαλλιέργεια σιτηρών που έδιναν πλέον πολύ μεγαλύτερες αποδόσεις.

Αντί λοιπόν οι επιδοτήσεις να έχουν στραφεί προς τα χαμηλοαποδοτικά ψυχανθή προκειμένου να υποστηριχθεί η αμειψισπορά, ώσπου να βελτιωθεί και η δική τους απόδοση, επιδοτήθηκαν τα σιτηρά! Τα ψυχανθή σχεδόν εξαφανίστηκαν από την Ευρώπη ενώ τα σιτηρά επεκτάθηκαν και στα γόνιμα χωράφια, ακόμη και στα αρδευόμενα, πολλαπλασιάζοντας τις αποδόσεις.

Μάλιστα με την έλευσή τους τα χημικά λιπάσματα χρησιμοποιήθηκαν αφειδώς, αφού τα φυτά δεν πλάγιαζαν από το γόνιμο χωράφι ή τη γονιμότητα του λιπάσματος. Οι επιδοτήσεις των λιπασμάτων χειροτέρεψαν κατά πολύ την κατάσταση.

H μονοκαλλιέργεια σιτηρών και η εγκατάλειψη της αμειψισποράς στα ξηρικά ή και στα αρδευόμενα χωράφια έφεραν τις αρρώστιες, τα έντομα και τα ζιζάνια στα σταροχώραφα και έτσι ήλθαν και τα φυτοφάρμακα. Πολλοί που δεν θέλουν να καυτηριάσουν αυτές τις λανθασμένες πολιτικές κατηγορούν το γονίδιο της Πράσινης Επανάστασης για τα προβλήματα της γεωργίας. Χτυπούν το σαμάρι γιατί δεν θέλουν να χτυπήσουν τον γάιδαρο. Το γεγονός ότι ένας σπόρος έχει βελτιωμένο δυναμικό παραγωγής δεν σημαίνει καθόλου πως πρέπει να επιδοτείται η σπατάλη λιπάσματος.

Υπάρχει όμως και μια πολύ δικαιολογημένη κατηγορία εναντίον του γονιδίου: υποβάθμισε λένε οι επικριτές την ποιότητα στο σιτάρι, στο παραγόμενο αλεύρι και τελικά στο ψωμί.

Πράγματι, οι υψηλοαποδοτικές ποικιλίες μπορεί να παράγουν πολύ καρπό στη ζυγαριά και πολύ άμυλο, όμως συνήθως τα υπόλοιπα συστατικά του καρπού δεν ακολουθούν τις αναλογίες και το αλεύρι έχει λιγότερες ή κατώτερες ποιοτικά πρωτεΐνες, ιχνοστοιχεία, βιταμίνες κ.ά. Ήταν βέβαια ευθύνη των βελτιωτών να φροντίσουν για το ανέβασμα του ποσοστού των συστατικών αυτών, κάτι που άρχισε να γίνεται αλλά απαιτήθηκε και θα απαιτηθεί πολύς χρόνος για να ολοκληρωθεί, καθώς εμπλέκονται πολύ περισσότερα γονίδια.

Τι «κυοφορεί» η βιοτεχνολογία

Με τις εξελίξεις στη βιοτεχνολογία πολλή συζήτηση γίνεται στις μέρες μας σχετικά με το αν αυτή θα αποτελέσει τη βάση μιας δεύτερης πράσινης επανάστασης. H βιοτεχνολογία είναι απλώς μια μεθοδολογία που επιτρέπει τη μεταφορά (πρόσθεση ή αφαίρεση) γονιδίων στους οργανισμούς και μπορεί να συμπληρώσει τις υπάρχουσες υπόλοιπες μεθοδολογίες. Ανεξάρτητα αν τα προϊόντα της αξιοποιηθούν ή όχι, από μόνη της δεν θα δημιουργήσει μια ανάλογη δεύτερη πράσινη επανάσταση. Μπορεί τα γονίδια που σήμερα χειρίζεται, π.χ. το γονίδιο Bt που κάνει τις καλλιέργειες ανθεκτικές στις προσβολές των εντόμων, άρα ο γεωργός δεν ψεκάζει με τόσα εντομοκτόνα, ή άλλα που βελτιώνουν την αντοχή στην ξηρασία ή τα κάνουν πιο φωτοσυνθετικά κ.λπ., να ανεβάσουν 5%-10% το καθένα τις αποδόσεις, αυτό όμως δεν είναι ανάλογο της προηγούμενης επανάστασης. Απλώς η βιοτεχνολογία κάνει ίσως τη βελτίωση κάποιων καλλιεργειών πιο γρήγορη ή πιο αποτελεσματική ή διορθώνει προβλήματα της προηγούμενης επανάστασης. Το ερώτημα όμως δεν είναι αυτό. Το ερώτημα είναι αν υπάρχει κάποιο γονίδιο που θα μπορούσε να διπλασιάσει ή να τριπλασιάσει τις αποδόσεις και τι συνέπειες θα είχε η χρησιμοποίησή του. Μάλιστα, για να αποφορτίσω τα παρακάτω από τη βιοτεχνολογία, ας πούμε πως αν υπάρξουν τέτοια γονίδια, θα αξιοποιηθεί η συμβατική μεθοδολογία, όπως έγινε και με την προηγούμενη επανάσταση, και όχι η βιοτεχνολογία.

Τέτοια γονίδια λογικά είναι δύσκολο να βρεθούν. Υπάρχει ίσως η δυνατότητα, η οποία πρέπει να διερευνηθεί, να αξιοποιηθούν γονίδια που ελέγχουν τα επιγενετικά φαινόμενα, των οποίων καθημερινά πλέον αποδεικνύεται ο πολύ σημαντικός βιολογικός τους ρόλος. Όλα τα γονίδια του οργανισμού δεν λειτουργούν σε όλα τα όργανα και τους ιστούς του. Τα περισσότερα είναι αδρανοποιημένα και δεν εκφράζονται (σιωπούν) σε ιστούς και όργανα όπου η λειτουργία τους δεν είναι απαραίτητη. Το DNA τους συσκευάζεται πολύ σφιχτά, υφίσταται επιγενετικές τροποποιήσεις (μεθυλίωση) και αδρανούν. Σε ορισμένες μάλιστα περιπτώσεις μένει καθηλωμένο και ανενεργό στον απόγονο το γονίδιο που κληρονομήθηκε από τον πατέρα ή τη μάνα. Ένα τέτοιο γονίδιο είναι και το γονίδιο με το όνομα Φέρης που ένα άλλο γονίδιο με το όνομα Μήδεια επιτρέπει τη λειτουργία του στον σπόρο μόνο του μητρικού αλληλόμορφου και όχι του αρσενικού φυτού (η Μήδεια «σκοτώνει» στο φυτό την έκφραση του γονιδίου που προέρχεται από τον πατέρα!). Τη δε Μήδεια ενεργοποιεί το γονίδιο Δήμητρα. Σε όλα τα γονίδια αυτά δόθηκαν από την επιστημονική κοινότητα αρχαιοελληνικά ονόματα από τον αντίστοιχο μύθο. Αν από οποιαδήποτε αλλαγή επιτραπεί στα αποσιωπημένα γονίδια του πατέρα να δουλέψουν στο ενδοσπέρμιο του καρπού, ο καρπός διπλασιάζεται σε μέγεθος. Λέτε το γονίδιο της επόμενης πράσινης επανάστασης να έχει αρχαιοελληνικό όνομα;

Και στο τέλος τέλος, ακόμη κι αν είναι εφικτή, πρέπει να υπάρξει μια δεύτερη επανάσταση; Το γεγονός ότι δεν ελήφθησαν σωστές αποφάσεις 50 χρόνια πριν, όταν ο πληθυσμός της γης ήταν ακόμη 2 δισεκατομμύρια, κάνει την επίλυση του προβλήματος πολυπλοκότερη σήμερα που φθάνει τα 7 δισεκατομμύρια. Ας ελπίσουμε ότι δεν θα αφήσουμε τη λήψη των αποφάσεων αυτών για άλλα 50 χρόνια, όταν ο πληθυσμός της γης θα είναι 10-12 δισεκατομμύρια.

Εφημερίδα "ΤΟ ΒΗΜΑ"
Απόσπασμα από το άρθρο της Ιωάννας Σουφλέρη
19 Οκτωβρίου 2003