השלכות של שימושים סביבתיים בתוצרי ההנדסה הגנטית

השכם בבוקר ה-24 באפריל 1987, נראתה דמות לבושה בחליפת חלל מסתובבת בחלקה קטנה של צמחי תות שדה בקליפורניה. הדמות ריססה את נבטי תות השדה בתמיסה מימית עכורה, כשהיא נעה בכבדות בחליפת המגן המסורבלת, שכיסתה ואטמה את כל גופה כלפי הסביבה החיצונית.

בגבול החלקה צפו במתרחש עיתונאים, מדענים וסקרנים כשהם לבושים בבגדיהם הרגילים, תוך לגימת קפה של בוקר ואכילת סופגניות.

בעד קסדת החליפה נשקפו פניה המתוחים של ג'ולי לינדמן, חוקרת בחברת "מדעי גנטיקה מתקדמים", שביצעה את הניסוי הראשון בהיסטוריה מסוג זה. היה זה ניסוי פיזור לסביבה של חיידקים שפותחו בשיטת ההנדסה הגנטית.

מטרת הניסוי היתה להגן על נבטי תות השדה מתמותה עקב קיפאון, ובכך להקטין את נזקי החקלאים מתוצאות הקרה. נזקי החקלאות העולמית מקרה נאמדים בכ-140 מיליארד דולר לשנה, מהם 1.6 מיליארד בארה"ב. שיטה שתמנע היווצרות קרה על פני הצמחים תקטין הפסדים אלה ותכניס רווחים נאים לממציאיה.

בעבר נהגו להבעיר צמיגים סביב גידולים חקלאיים, או להתיז מים על הצמחים כדי לחממם ולמנוע את נזקי הכפור, אך שיטות אלה הינן בזבזניות, פוגעות באיכות הסביבה ואינן יעילות די הצורך. אחת הסיבות להיווצרות קרה על פני צמחים, הינה מציאות של חיידקים מסוימים היוצרים גרעין התגבשות לקרח. ריכוז החיידקים יכול לנוע בין מאה לעשרה מיליון לגרם צמחים. ללא גרעיני התגבשות, מים טהורים אינם קופאים באפס מעלות צלסיוס, אלא יכולים להתקרר ולהישאר כנוזל אפילו עד מינוס ארבעים מעלות מבלי להפוך לקרח. החיידקים מכילים חלבון מסוים בקרום התא, היוצר גרעין להתהוות גבישי קרח על פני הצמחים. (חיידקים כאלה משמשים גם לשיפור יצירת שלג מלאכותי באתרי סקי).

עם התפתחות שיטות ההנדסה הגנטית בשנות השבעים, ניסו מדענים לתקוף את בעיית היווצרות הקרח על-ידי הוצאת הגן היוצר את "חלבון הקרח" מן החיידקים המאכלסים את שטח הצמחים. החיידקים המהונדסים, שאינם מסוגלים ליצור גרעיני התגבשות יפוזרו על פני הצמחים, במטרה לדחוק את החיידקים הטבעיים ולתפוס את מקומם, וכך תימנע הקרה.

מספר צוותים חקרו נושא זה, ביניהם הצוות של חברת "מדעי גנטיקה מתקדמים", וקבוצה מאוניברסיטת ברקלי שליד סן פרנציסקו בראשות סטיבן לינדאו. המחקר והפיתוח בנושא נמשך שנים רבות במעבדה עם תוצאות מעודדות, עד שהגיע לבחינה בניסוי בשדה. כמובן, שניסוי זה, שהיה הראשון מסוגו, עורר חששות מסוימים באשר להשפעתו על הסביבה. בין החששות שהעלו היתה סברה, שפיזור חיידקים אלה והתרבותם, עלולים לגרום לפגיעה במאזן האטמוספרי של גרעיני ההתגבשות, ולשנות את דפוסי המשקעים בעולם. הסתייגויות אלה נבדקו ונמצאו בלתי מציאותיות, ולאחר כארבע שנים של דיונים ובדיקות שהעמידו במבחן קשה את סבלנותם של המדענים, ניתנו האישורים לניסוי על-ידי משרד החקלאות האמריקאי ועל-ידי הסוכנות להגנת הסביבה.

בשנות השבעים עם פיתוחן של שיטות ההנדסה הגנטית, העלו חששות כבדים באשר לסיכונים הסביבתיים והבריאותיים שעלולות שיטות אלו להציב. מדענים ואזרחים מהשורה חששו ש"זן אנדרומדה" חדש יפרוץ ממעבדות ההנדסה הגנטית ויגרום נזקים לחי ולצומח על פני כדור הארץ. לשם זהירות יתר ננקטו תחילה אמצעי בטיחות מרביים במחקרים מסוג זה, אמצעים ש"כלאו" את האורגניזמים המהונדסים במעבדות מיוחדות, בעלות התקנים משוכללים למניעת "בריחתם" לסביבה. עם השנים התברר שהשד אינו נורא כל כך, ואמצעי הבטיחות רוככו ונעשו סבירים יותר. עדיין קיים פיקוח קפדני על ניסויים אלו על-ידי ועדות מטעם הרשויות האחראיות.

מטעמים דומים הוכרחה ג'ולי לינדמן להתעטף בחליפת חלל בבצעה את הניסוי הראשון בפיזור לסביבה של חיידק מהונדס. בניסויים הבאים, שנערכו על-ידי אותה חברה ועל-ידי הצוות מברקלי, הצטמצמו דרישות המיגון, וחליפת החלל הוחלפה בסרבל ובמסכת מנתחים רגילה.

בספטמבר אותה שנה, הופיע בשטח אוניברסיטת מונטנה גבר גבוה, לבוש בגדי חוטב עצים מערבי, בתספורת "מרינס", חמוש במשור שרשרת אימתני, הסתער על קבוצה של עשרים עצי בוקיצה הולנדית צעירים והפילם ארצה. איש זה היה מדען מקומי, בשם גרי סטרובל. סטרובל עסק אף הוא בפיתוח חיידק לצורך שימוש סביבתי. הוא פיתח זן המפריש כמות גדולה של אנטיביוטיקה, במטרה להילחם בפטרייה הגורמת ל"מחלת הבוקיצה ההולנדית", ועושה שמות בעצים מזן זה ברחבי ארה"ב. פטרייה זו לא היתה נפוצה בארה"ב, אלא "יובאה" לשם מאירופה עם מטעני עצי הבוקיצה ההולנדית. היא התפשטה ביבשת והפכה לבעיה סביבתית חמורה. לאחר מחקרים, מעודדים מהתוצאות במעבדה, שהראו שניתן להציל צמחים מקוריה של פטרייה זו, על-ידי טיפול בחיידק המהונדס, רצה סטרובל לבצע ניסוי שדה. הוא בחר קבוצה של עשרים עצים צעירים בשטח האוניברסיטה לניסוי. אך סטרובל לא היה סבלני כמו ג'ולי לינדמן וסטיבן לינדאו. הוא אמנם קיבל אישור בעל פה ממשרד החקלאות, אך הודיע לסוכנות להגנת הסביבה רק בתחילת הניסוי. הוא הדביק את העצים בפטרייה, ובחלק מהם טיפל בחיידק. התלהבותו המדעית ואמונתו בחוסר הסיכון של הניסוי היו בעוכריו. פעולתו הביאה אותו לחקירות צולבות בפני הרשויות, כולל ועדה מיוחדת של הסנט, שערערו את שלוותו הנפשית. מתוך תסכול החליט לחסל את הניסוי על-ידי כריתת העצים.

כיום הנהלים וההנחיות לביצוע ניסויים סביבתיים באורגניזמים מהונדסים, ברורים יותר וחמורים פחות. הזמן בין הגשת הבקשה לאישורה קצר יחסית (ההנחיות התפרסמו ב-Federal Register ומתעדכנות מדי פעם).

עד סוף שנת 1995 בוצעו בארה"ב בלבד מעל 2700 ניסויים בהם שוחררו לסביבה אורגניזמים מהונדסים. החלק הארי של הניסויים נערך בצמחים, כמו תירס, עגבניות, תפוחי אדמה וטבק. התכונות החדשות שמנסים להנדס לתוך הצמחים כוללות עמידות לנגיפים ולחרקים, העשרת הפירות בחומר מוצק, שינוי בקצב ההבשלה, שיפור עמידות הפירות לחבלה בזמן הקטיף וההובלה, ויצירת צמחים זכריים עקרים.

גם בעלי חיים נמצאים על שולחן המעבדה של המהנדסים הגנטיים. יתושים שיהיו עמידים להדבקה בטפילי הקדחת, חזירים עם גנים של אדם שיהוו בנק אברים להשתלות, עמידות מפני דחייה על-ידי מערכת החיסון של האדם, דגים בשרניים יותר, עזים עם תנובת חלב גבוהה ועוד ועוד... (ראה טבלה מס' 1).

כבר כיום מתפתחים ויכוחים ציבוריים ומדעיים העוסקים בסיכון הטמון בשימוש במוצרים מהונדסים, ובהשלכות החברתיות והכלכליות שתהיינה להכנסתם לשווקים העולמיים. מתגבשת הכרה בקרב הגופים המפקחים, שמוצרים מהונדסים לא יציבו סיכונים שונים מאלה של מוצרים שפותחו בשיטות המסורתיות - כמו הכלאות וברירה. רוב זני התבואות כיום הם תוצאה של הכלאות מכוונות. היברידים אלה נוצרו על-ידי שילוב תכונות רצויות מזנים שונים, שהופיעו בעקבות שינוי גנטי מקרי (מוטציה) ועברו ברירה טבעית. בשיטת ההנדסה הגנטית ניתן לשנות תכונה מסוימת בדיוק רב יותר, ובצורה מבוקרת יותר מאשר בתהליך הטבעי. אך לעומת שיטות ההכלאה המסורתיות בהן ניתן לשלב תכונות משני זנים קרובים זה לזה, הרי שבהנדסה גנטית אין כל מחסומים המוצבים על-ידי זן האורגניזם, וניתן להעביר תכונות בין זנים רחוקים זה מזה כמזרח ממערב (איור מס' 1).

בחינת המוצרים המהונדסים נעשית בשלבים. תחילה במעבדה, אחר כך בחממה, משם לחלקות שדה קטנות ורק כאשר כל העובדות מצביעות על בטיחות הניסוי והצלחתו - עוברים לשלב של ניסויי השדה בקנה מידה גדול. מספרם והיקפם של ניסויים אלה גדלים בהתמדה, והשימוש המסחרי בהם כבר מתממש.

השאלה היא האם למרות ההערכות והאומדנים המצביעים ששיטות אלה בטוחות, האם אין סיכון שבעוד 30-20 שנה יצוצו בעיות ששורשיהן יהיו נעוצים בפעולות שהמדע מבצע כיום?

איך מתייחס הציבור להנדסה גנטית בכלל ולשימושים סביבתיים של מוצרי הביוטכנולוגיה? במאמר המערכת התייחסנו לבעיה זו וציטטנו סקר הקובע שכרבע מהציבור כלל לא מקדיש מחשבה לנושא זה, ושתגובת אחד מכל חמישה אנשים לנושא היתה שלילית.

המדענים מנסים לכוון את דעת הציבור לתמיכה ולהבנת השיטה, משווים אותה לשיטת ההכלאות, שיצרה זני צמחים ובעלי חיים חדשים כבר דורות רבים. מוסיפים ששיטות ההנדסה הגנטית היא רק הרחבה של ההכלאות, אך הינה מדויקת ומהירה יותר. אך גישה זו יוצאת מהנחה שהציבור הרחב יודע מהן הכלאות מסורתיות, מאחר וחומר זה נלמד בבית ספר תיכון. האמת היא שכמחצית האנשים שנשאלו, ענו שלא שמעו מעולם על הכלאות, וכ-28% בלבד חשבו שאכלו אי פעם פרי או ירק מוכלא! הבעיה הינה יותר עמוקה: כ-40% מהנשאלים טענו שאינם מצדדים בהכלאות מסורתיות ליצירת בני כלאיים בצמחים ואחד מחמישה חשב שזו פעולה לא מוסרית... לגבי בעלי חיים המצב יותר חמור: כ-62% מבני ניו-ג'רסי אינם מצדדים בהכלאות בעלי חיים וכמחצית הנשאלים חשבו שאין הדבר מוסרי!

מסקנתם של החוקרים היא שיש להעביר לציבור מידע בסיסי יותר שיעזור בהבנת הביוטכנולוגיה, שיטותיה והשלכותיה. גישה זו תקרב את הציבור לעולם המדע, ותגביר את מודעותו, הבנתו ותמיכתו בקידום המחקר, שימושיו ופירותיו...

בסקר אחר, שנערך על-ידי "המשרד להערכה טכנולוגית" בארה"ב, נשאלו אנשים השאלה הבאה: פותח אורגניזם מהונדס ששיפר בצורה משמעותית את הפריון החקלאי, ללא גרימת נזק ישיר לאדם - האם היית תומך בשימושו הסביבתי תוך סיכון לאיבוד זנים מקומיים מסוימים של צמחים או דגים? התשובות היו תלויות ברמת הסיכון לתופעה זו. 31% תמכו בשימוש אפילו כשרמת הסיכון אינה ידועה. אחוז התמיכה הלך ועלה ככל שרמת הסיכון המוערכת היתה קטנה יותר, והגיע ל-75% שהסיכוי לאירוע כזה היה אחד למיליון. אותו עניין של הערכת הסיכון לסביבה מאורגניזמים מהונדסים נידון בסדנה שנערכה בגיינסוויל, פלורידה, שם דובר על הסיכונים בפיזור לסביבה של פרוקי רגליים מהונדסים כקוטלי מזיקים ביולוגיים. המשתתפים ניסו לגבש הנחיות לקראת ביצוע ניסויי שדה בגורמים כאלה (Science 202: 1507, 1993). אחד המועמדים הינו קרציון הנקרא Metaseiulus occidentalis, שהינו אויב טבעי של קרציון העכביש, מזיק של עצי השקד בקליפורניה. החוקרת מרג'ורי הוי מתכוונת להכניס לקרציון גן מזהה, שיאפשר מעקב אחר התפשטותו לאחר הפיזור. הצעד השני המתוכנן, הינו הכנסת גן עמידות לקוטלי חרקים. כיום ריסוס בקוטלי חרקים הורג את הקרציון הטורף וכך משגשגת אוכלוסיית קרציון העכביש המזיק. תכונות אחרות המתוכננות להנדוס בקרציון הטורף, הינן הרחבת טווח הפונדקאים שלו ואפשרות שרידה בחורף. בין השאלות המטרידות את החוקרים בסוגיה זו ניתן למנות כדלהלן:

• עד היכן יתפשט הקרציון?
• האם יסגל לעצמו "טעם" לחרקים אוכלי צמחים, ובכך עשויים לשגשג מיני עשבים שוטים שהיו מבוקרים על-ידי האחרונים?
• האם יעביר הקרציון את הגן המהונדס לפרוקי רגליים אחרים?

חלק מהחוקרים סבורים שחששות מעין אלה הינם מוגזמים במקצת, אך ברור לכולנו שבשטח זה עדיין רב הנסתר על הגלוי.

כ-92% מהניסויים באורגניזמים מהונדסים נעשו בצמחים. 7.6% במיקרואורגניזמים וכ-0.3% בבעלי חיים (דגים, עזים, חזירים ועוד). בין הצמחים 26% מהניסויים נעשו בתירס, 15% בסויה ובעגבניות, 13% בתפוחי אדמה, 8-9% בכותנה ובטבק ו-14% בצמחים אחרים. חלק מפירות ניסויים אלה (תרתי משמע), הגיעו כבר לשוק. לדוגמה העגבנייה בעלת חיי המדף הארוכים שנקראת flaver savr, ושורה ארוכה של תוצרת חקלאית מחכה לסיום המחקרים ואישור הרשויות לשווקה (טבלה מס' 2).


לקריאה נוספת:
"קשר האמזונות" מאת איתן ישראלי, הוצאת מיצוב 1995.