Биотехнология в аграрном секторе США: Экономика развития (2)
19.06.2006
3823
0
38230
Продолжаем публикацию отрывков из монографии С.О. Мелик-Саркисова
«Биотехнология в аграрном секторе США: Экономика развития».
Предисловие
Биотехнология – одно из самых перспективных направлений высоких технологий – заслуживает особого внимания, поскольку необходимость ее внедрения диктуется объективными законами экономического развития цивилизации. Внедрение сельскохозяйственных, или аграрных, биотехнологий, расширение масштабов применения и торговли сельскохозяйственными продуктами, полученными на их основе, способствует повышению уровня благосостояния, как в развитых, так и развивающихся странах. Обеспечивая повышение урожайности и продуктивности сельскохозяйственных культур, агробиотехнологии предлагают более короткий путь к улучшению структуры питания населения планеты.
Скорость освоения фермерами США достижений в этой области свидетельствует об их отношении к высоким технологиям вообще, и биотехнологии, в частности. Беспрецедентные темпы внедрения агробиотехнологий в Соединенных Штатах приводят к существенному сокращению объема применяемых пестицидов и расширению масштабов экологически безопасного сельскохозяйственного производства. Хотя основное внимание при создании первого поколения генетически модифицированных культур уделялось исключительно экономическим выгодам для фермеров – снижению издержек производства, – аграрные биотехнологии обеспечивают и повышение урожайности, практически без ущерба окружающей среде. Это не только повышает уровень доходов фермеров, но и означает, что на той же площади можно выращивать больший объем продовольственных и кормовых культур. По мере роста численности населения способность производить достаточное количество продовольствия для его пропитания, не нанося ущерба экосистеме, станет жизненной необходимостью уже в ближайшей перспективе.
Некоторые специалисты с опаской относятся к биотехнологии, считая создаваемые с ее помощью растения и технологии их выращивания «противоестественными». Тем не менее, большинство людей забывает о том, что те самые сельскохозяйственные культуры, употребляемые нами в пищу сегодня, не существовали бы без вмешательства человека – будь то путем селекции растений или применения интенсивных аграрных технологий. Современная биотехнология всего лишь новый инструмент в долгой истории растениеводства и сельского хозяйства, который можно уподобить «высокотехнологичному» и более эффективному варианту традиционной селекции.
Потенциальные преимущества этих новых технологий не следует отвергать или без необходимости откладывать на будущее их применение. Задача прогрессивной части мировой науки должна состоять в том, чтобы сделать проверенные и прошедшие испытания аграрные биотехнологии достоянием как можно большего числа стран, включая Россию.
Обязательным условием успешного развития и внедрения новых биотехнологий в области сельского хозяйства выступает необходимость просветительской работы по разъяснению научных, экономических, правовых, нравственных и социальных проблем, связанных с появлением агробиотехнологий. Мы взяли на себя ответственность рассмотреть только часть проблем, связанные исключительно с экономикой, включая организационно-экономические и нормативно-правовые аспекты развития биотехнологии в аграрном секторе США. Соединенные Штаты Америки занимают первое место в мире по производству генетически модифицированных сельскохозяйственных культур и продуктов, поэтому и выбраны в качестве страны изучения. Исследование опыта развития аграрных биотехнологий в США – комплекса вопросов, включающих интеграционные процессы в сфере научных исследований, производства и практического использования трансгенной продукции сельскохозяйственного назначения, а также государственный механизм контроля за агробиотехнологией и безопасностью внедрения ее результатов – необходимое условие обеспечение продовольственной безопасности любого государства.
В работе широко применяются статистические методы, что позволяет выявить воздействие экономических факторов на результаты развития и внедрения агробиотехнологий. Все экономические явления рассматриваются в диалектическом единстве и в историческом аспекте, что также позволяет выявить тенденции развития аграрной биотехнологии.
Дополнение 1-1
Своим успехом агробиотехнология обязана, в первую очередь, именно технологии толерантности к гербицидам. Причина заключается в том, что, способ приобретения устойчивости (толерантности) с помощью инактивации гербицида, с генетической точки зрения, довольно несложная задача (а, следовательно, и не дорогая), т.к. растение должно продуцировать только один фермент. При этом есть ограничение – создаваемые ГМР устойчивы только к одному определенному гербициду. Именно это привлекло крупные агрохимические компании, получившие новую возможность продвигать свои торговые марки. Популярность этой технологии привлекла и независимые семенные компании. Как результат – технология стала наиболее экономически востребованной, быстро и широко внедряемой. Не будет удивительно, если в ближайшей перспективе, наличие некоторых форм устойчивости к гербицидам станет стандартным качеством для большинства сортов сельскохозяйственных культур.
Микробиологические пестициды. Препараты на основе инсектицидного протоксина, продуцируемого почвенной бактерией Bacillus thuringiensis (сокращенно Bt), стали коммерчески доступны и использовались для обработки растений полей еще в 1950-е годы. Такие инсектициды оказались достаточно популярными, т.к. были эффективны и имели природное (не химическое) происхождение. Биоинсектициды способствовали расширению товарных линий компаний в секторах агрохимии и производства сортовых семян. Поскольку разработка инсектицидов биологического происхождения менее капиталоемка в сравнении с химическими продуктами, независимые биотехнологические фирмы и крупные производители агрохимии к началу 90-х гг., начали активно сотрудничать в разработке и внедрении биоинсектицидов в сельскохозяйственную практику.
Генетически обусловленная устойчивость к насекомым. С использованием методов генной инженерии стало возможно «конструировать» растения, самостоятельно производящие функциональные инсектициды. Внедрение Bt-гена в любое сельскохозяйственное растение заставляет его экспрессировать инсектицидный белок, что обеспечивает устойчивую резистентность растения к насекомым-вредителям. В устойчивости растений к насекомым были очень заинтересованы агрохимические компании, потому что разработка и сертификация ГМР обещали быть менее дорогостоящими, чем новых химических препаратов. Внедрение энтомоцидных растений позволяло компаниям быстро:
а) решить проблему усиления регулирования государством в деле защиты окружающей среды и практики применения пестицидов;
б) дать аграриям современные и экономически выгодные средства контроля над насекомыми-вредителями. Выработка устойчивости растений к насекомым также стала целью общественных научно-исследовательских центров, так как позволила бы сократить объем использования вредных химических средств в сельском хозяйстве.
Содержание белка, углеводов и жиров. С помощью биотехнологии можно существенно улучшить баланс содержания определенных видов белков, углеводов и масел в сельскохозяйственных культурах. Подобная перспектива, прежде всего, заинтересовала крупные семенные компании как, например «Пайонир Хай-Брэд Интернейшнл» (Pioneer Hi-Bred International, Inc., далее «Пайонир»), потому, что позволила улучшить питательную ценность кормового зерна, повысив в нем содержание аминокислот (лизин и метионин). Улучшение питательных макроэлементов в продуктах питания с помощью биотехнологии также позволяет решить проблему качества продовольствия. Одна из самых насущных проблем – модификация с помощью генной инженерии сельскохозяйственных культур, применяющихся для производства растительных масел. Изменение длины молекулы жирных кислот позволяет сделать масло более качественным.
Изменение пищевой ценности. Широко известным трансгенным продуктом является «золотой рис», предназначенный для борьбы с авитаминозом в развивающихся странах благодаря высокому уровню содержанию бета-каротина (важный компонент витамина А). С помощью генной модификации также можно добиться увеличения (или снижения) синтеза в сельскохозяйственных растениях любых хозяйственно ценных веществ (например, кофеина и никотина).
Изменение сроков созревания и годности. Науке уже хорошо известно, какие химические соединения и биохимические процессы связаны с созреванием и увяданием плодов. Модификация генов, отвечающих за продуцирование этих соединений и обеспечение этих процессов, позволяет продлить «сроки жизни» и хранения томатов, бананов и прочих плодов.
Улучшение аромата и морфологии. Как и в случае продления сроков годности, модификация генов может привести к улучшению качества и коммерческой привлекательности как самих плодов, так и продуктов их переработки. Путем изменения генетического потенциала растений стало возможно изменять размеры, форму и цвет сельскохозяйственной продукции.
Улучшенные характеристики для переработки. Для перерабатывающих отраслей пищевой промышленности важна задача повышения содержания некоторых хозяйственно-ценных составляющих перерабатываемой сельскохозяйственной продукции и снижение себестоимости конечного продукта. Например, при переработке картофеля, важным считается высокое содержание крахмала в сырье. Обычный уровень содержания крахмала не превышает 21-22%. Компания «Монсанто» (Monsanto Co.) создала картофель, содержание крахмала, в котором, превышает 25%. Другим примером сельскохозяйственной культуры, «улучшенной» для перерабатывающей промышленности, являются томаты для производства соусов и пасты.
Устойчивость к вирусам и другим патогенам. Разработкой таких характеристик для сельскохозяйственных культур, в первую очередь, занимаются семеноводческие компании. Биотехнологические исследования в этом направлении также проводятся общественными научными центрами.
Диагностика болезней растений. Появление возможности своевременно обнаружить заболевание выращиваемого урожая может значительно снизить фермерские затраты и риск занятия сельским хозяйством. Учитывая, что рынок молекулярной диагностики растений относительно небольшой, производство комплектов для взятия проб и проведения анализа является сферой интереса малого и среднего бизнеса.
Улучшением таких качеств растений, как устойчивость к экстремальным проявлениям окружающей среды (засуха или засоление и кислотность почв), повышение эффективности азотфиксации или создание новых физиологически активных веществ для сельскохозяйственных растений, в основном, занимался, общественный сектор науки. При этом культивирование растений, толерантных к стрессовым воздействиям, всегда имело большое экономическое значение. Семеноводческие компании использовали все возможности селекции для усовершенствования растений в этом направлении, а сегодня для этого применяется биотехнология растений.
Повышение урожайности. Одним из приоритетных направлений в селекции является повышение урожайности новых сортов. Биотехнология растений предоставляет новые возможности, чтобы повысить урожайность традиционных сельскохозяйственных культур. Многие независимые биотехнологические фирмы и ряд крупных продовольственных компаний специализируются на повышении продуктивности и качества определенных сельскохозяйственных культур методами генной инженерии.
Контроль фертильности. Контроль способности растений к размножению является спорным моментом. Ранние работы над механизмами, вызывающие бесплодие семян во втором поколении – форма защиты от неконтролируемого использования семян, содержащих патентованный генетический материал – столкнулись с мощной оппозицией со стороны аграриев. Тем не менее, возможность контроля нежелательного дрейфа трансгенов в окружающую среду, может снять некоторые из проблем внедрения ГМР в широкую практику.
Производство фармацевтических препаратов. В некоторых случаях, использование растительного потенциала может быть более экономичным и эффективным способом промышленного производства медицинских, ветеринарных и др. биопрепаратов. Будущие возможности «биофармацевтики» еще окончательно не определены, но на нее возлагают огромные надежды. Компания «Иписайт Фармасьютикал» (Epicyte Pharmaceutical, Inc.) утверждает, что достаточно 80 га посевных площадей кукурузы, чтобы достичь годового объема производства лекарственных препаратов в 400 млн. долл. По существующим оценкам, в ближайшие 10 лет, использование трансгенных растений для получения медицинских и ветеринарных препаратов может сформировать отрасль с ежегодным объемом производства в 200 млрд. долл.
Производство биополимеров и биохимических продуктов. Растения – один из немногих объектов биотехнологии, способных производить чужеродные белки без ограничений. Например, паутина обладает прочностью стали, и можно «научить» растения продуцировать белок такой паутины в их собственных клетках. Развитие биотехнологии, позволяет создавать растения, способные производить такие промышленные товары, как разнообразные полимеры, красители, моющие средства, клейкие вещества, смазочные вещества, пластмассы и др.
Продолжение следует.
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/
Монографию можно заказать по адресу: biotecheconomic@mail.ru
Отправка книг осуществляется наложенным платежом.
Цена 1 экз. книги (для России) – 350 руб.
Для других государств цена книги увеличится на стоимость доставки.
«Биотехнология в аграрном секторе США: Экономика развития».
Предисловие
Биотехнология – одно из самых перспективных направлений высоких технологий – заслуживает особого внимания, поскольку необходимость ее внедрения диктуется объективными законами экономического развития цивилизации. Внедрение сельскохозяйственных, или аграрных, биотехнологий, расширение масштабов применения и торговли сельскохозяйственными продуктами, полученными на их основе, способствует повышению уровня благосостояния, как в развитых, так и развивающихся странах. Обеспечивая повышение урожайности и продуктивности сельскохозяйственных культур, агробиотехнологии предлагают более короткий путь к улучшению структуры питания населения планеты.
Скорость освоения фермерами США достижений в этой области свидетельствует об их отношении к высоким технологиям вообще, и биотехнологии, в частности. Беспрецедентные темпы внедрения агробиотехнологий в Соединенных Штатах приводят к существенному сокращению объема применяемых пестицидов и расширению масштабов экологически безопасного сельскохозяйственного производства. Хотя основное внимание при создании первого поколения генетически модифицированных культур уделялось исключительно экономическим выгодам для фермеров – снижению издержек производства, – аграрные биотехнологии обеспечивают и повышение урожайности, практически без ущерба окружающей среде. Это не только повышает уровень доходов фермеров, но и означает, что на той же площади можно выращивать больший объем продовольственных и кормовых культур. По мере роста численности населения способность производить достаточное количество продовольствия для его пропитания, не нанося ущерба экосистеме, станет жизненной необходимостью уже в ближайшей перспективе.
Некоторые специалисты с опаской относятся к биотехнологии, считая создаваемые с ее помощью растения и технологии их выращивания «противоестественными». Тем не менее, большинство людей забывает о том, что те самые сельскохозяйственные культуры, употребляемые нами в пищу сегодня, не существовали бы без вмешательства человека – будь то путем селекции растений или применения интенсивных аграрных технологий. Современная биотехнология всего лишь новый инструмент в долгой истории растениеводства и сельского хозяйства, который можно уподобить «высокотехнологичному» и более эффективному варианту традиционной селекции.
Потенциальные преимущества этих новых технологий не следует отвергать или без необходимости откладывать на будущее их применение. Задача прогрессивной части мировой науки должна состоять в том, чтобы сделать проверенные и прошедшие испытания аграрные биотехнологии достоянием как можно большего числа стран, включая Россию.
Обязательным условием успешного развития и внедрения новых биотехнологий в области сельского хозяйства выступает необходимость просветительской работы по разъяснению научных, экономических, правовых, нравственных и социальных проблем, связанных с появлением агробиотехнологий. Мы взяли на себя ответственность рассмотреть только часть проблем, связанные исключительно с экономикой, включая организационно-экономические и нормативно-правовые аспекты развития биотехнологии в аграрном секторе США. Соединенные Штаты Америки занимают первое место в мире по производству генетически модифицированных сельскохозяйственных культур и продуктов, поэтому и выбраны в качестве страны изучения. Исследование опыта развития аграрных биотехнологий в США – комплекса вопросов, включающих интеграционные процессы в сфере научных исследований, производства и практического использования трансгенной продукции сельскохозяйственного назначения, а также государственный механизм контроля за агробиотехнологией и безопасностью внедрения ее результатов – необходимое условие обеспечение продовольственной безопасности любого государства.
В работе широко применяются статистические методы, что позволяет выявить воздействие экономических факторов на результаты развития и внедрения агробиотехнологий. Все экономические явления рассматриваются в диалектическом единстве и в историческом аспекте, что также позволяет выявить тенденции развития аграрной биотехнологии.
Дополнение 1-1
Хозяйственно-ценные свойства генетически модифицированных растений
Толерантность к гербицидам
Своим успехом агробиотехнология обязана, в первую очередь, именно технологии толерантности к гербицидам. Причина заключается в том, что, способ приобретения устойчивости (толерантности) с помощью инактивации гербицида, с генетической точки зрения, довольно несложная задача (а, следовательно, и не дорогая), т.к. растение должно продуцировать только один фермент. При этом есть ограничение – создаваемые ГМР устойчивы только к одному определенному гербициду. Именно это привлекло крупные агрохимические компании, получившие новую возможность продвигать свои торговые марки. Популярность этой технологии привлекла и независимые семенные компании. Как результат – технология стала наиболее экономически востребованной, быстро и широко внедряемой. Не будет удивительно, если в ближайшей перспективе, наличие некоторых форм устойчивости к гербицидам станет стандартным качеством для большинства сортов сельскохозяйственных культур.
Устойчивость против насекомых
Микробиологические пестициды. Препараты на основе инсектицидного протоксина, продуцируемого почвенной бактерией Bacillus thuringiensis (сокращенно Bt), стали коммерчески доступны и использовались для обработки растений полей еще в 1950-е годы. Такие инсектициды оказались достаточно популярными, т.к. были эффективны и имели природное (не химическое) происхождение. Биоинсектициды способствовали расширению товарных линий компаний в секторах агрохимии и производства сортовых семян. Поскольку разработка инсектицидов биологического происхождения менее капиталоемка в сравнении с химическими продуктами, независимые биотехнологические фирмы и крупные производители агрохимии к началу 90-х гг., начали активно сотрудничать в разработке и внедрении биоинсектицидов в сельскохозяйственную практику.
Генетически обусловленная устойчивость к насекомым. С использованием методов генной инженерии стало возможно «конструировать» растения, самостоятельно производящие функциональные инсектициды. Внедрение Bt-гена в любое сельскохозяйственное растение заставляет его экспрессировать инсектицидный белок, что обеспечивает устойчивую резистентность растения к насекомым-вредителям. В устойчивости растений к насекомым были очень заинтересованы агрохимические компании, потому что разработка и сертификация ГМР обещали быть менее дорогостоящими, чем новых химических препаратов. Внедрение энтомоцидных растений позволяло компаниям быстро:
а) решить проблему усиления регулирования государством в деле защиты окружающей среды и практики применения пестицидов;
б) дать аграриям современные и экономически выгодные средства контроля над насекомыми-вредителями. Выработка устойчивости растений к насекомым также стала целью общественных научно-исследовательских центров, так как позволила бы сократить объем использования вредных химических средств в сельском хозяйстве.
Улучшенные качественные характеристики
Содержание белка, углеводов и жиров. С помощью биотехнологии можно существенно улучшить баланс содержания определенных видов белков, углеводов и масел в сельскохозяйственных культурах. Подобная перспектива, прежде всего, заинтересовала крупные семенные компании как, например «Пайонир Хай-Брэд Интернейшнл» (Pioneer Hi-Bred International, Inc., далее «Пайонир»), потому, что позволила улучшить питательную ценность кормового зерна, повысив в нем содержание аминокислот (лизин и метионин). Улучшение питательных макроэлементов в продуктах питания с помощью биотехнологии также позволяет решить проблему качества продовольствия. Одна из самых насущных проблем – модификация с помощью генной инженерии сельскохозяйственных культур, применяющихся для производства растительных масел. Изменение длины молекулы жирных кислот позволяет сделать масло более качественным.
Изменение пищевой ценности. Широко известным трансгенным продуктом является «золотой рис», предназначенный для борьбы с авитаминозом в развивающихся странах благодаря высокому уровню содержанию бета-каротина (важный компонент витамина А). С помощью генной модификации также можно добиться увеличения (или снижения) синтеза в сельскохозяйственных растениях любых хозяйственно ценных веществ (например, кофеина и никотина).
Изменение сроков созревания и годности. Науке уже хорошо известно, какие химические соединения и биохимические процессы связаны с созреванием и увяданием плодов. Модификация генов, отвечающих за продуцирование этих соединений и обеспечение этих процессов, позволяет продлить «сроки жизни» и хранения томатов, бананов и прочих плодов.
Улучшение аромата и морфологии. Как и в случае продления сроков годности, модификация генов может привести к улучшению качества и коммерческой привлекательности как самих плодов, так и продуктов их переработки. Путем изменения генетического потенциала растений стало возможно изменять размеры, форму и цвет сельскохозяйственной продукции.
Улучшенные характеристики для переработки. Для перерабатывающих отраслей пищевой промышленности важна задача повышения содержания некоторых хозяйственно-ценных составляющих перерабатываемой сельскохозяйственной продукции и снижение себестоимости конечного продукта. Например, при переработке картофеля, важным считается высокое содержание крахмала в сырье. Обычный уровень содержания крахмала не превышает 21-22%. Компания «Монсанто» (Monsanto Co.) создала картофель, содержание крахмала, в котором, превышает 25%. Другим примером сельскохозяйственной культуры, «улучшенной» для перерабатывающей промышленности, являются томаты для производства соусов и пасты.
Болезни растений
Устойчивость к вирусам и другим патогенам. Разработкой таких характеристик для сельскохозяйственных культур, в первую очередь, занимаются семеноводческие компании. Биотехнологические исследования в этом направлении также проводятся общественными научными центрами.
Диагностика болезней растений. Появление возможности своевременно обнаружить заболевание выращиваемого урожая может значительно снизить фермерские затраты и риск занятия сельским хозяйством. Учитывая, что рынок молекулярной диагностики растений относительно небольшой, производство комплектов для взятия проб и проведения анализа является сферой интереса малого и среднего бизнеса.
Улучшенные агрономические свойства
Улучшением таких качеств растений, как устойчивость к экстремальным проявлениям окружающей среды (засуха или засоление и кислотность почв), повышение эффективности азотфиксации или создание новых физиологически активных веществ для сельскохозяйственных растений, в основном, занимался, общественный сектор науки. При этом культивирование растений, толерантных к стрессовым воздействиям, всегда имело большое экономическое значение. Семеноводческие компании использовали все возможности селекции для усовершенствования растений в этом направлении, а сегодня для этого применяется биотехнология растений.
Повышение урожайности. Одним из приоритетных направлений в селекции является повышение урожайности новых сортов. Биотехнология растений предоставляет новые возможности, чтобы повысить урожайность традиционных сельскохозяйственных культур. Многие независимые биотехнологические фирмы и ряд крупных продовольственных компаний специализируются на повышении продуктивности и качества определенных сельскохозяйственных культур методами генной инженерии.
Контроль фертильности. Контроль способности растений к размножению является спорным моментом. Ранние работы над механизмами, вызывающие бесплодие семян во втором поколении – форма защиты от неконтролируемого использования семян, содержащих патентованный генетический материал – столкнулись с мощной оппозицией со стороны аграриев. Тем не менее, возможность контроля нежелательного дрейфа трансгенов в окружающую среду, может снять некоторые из проблем внедрения ГМР в широкую практику.
Новые потребительские свойства
Производство фармацевтических препаратов. В некоторых случаях, использование растительного потенциала может быть более экономичным и эффективным способом промышленного производства медицинских, ветеринарных и др. биопрепаратов. Будущие возможности «биофармацевтики» еще окончательно не определены, но на нее возлагают огромные надежды. Компания «Иписайт Фармасьютикал» (Epicyte Pharmaceutical, Inc.) утверждает, что достаточно 80 га посевных площадей кукурузы, чтобы достичь годового объема производства лекарственных препаратов в 400 млн. долл. По существующим оценкам, в ближайшие 10 лет, использование трансгенных растений для получения медицинских и ветеринарных препаратов может сформировать отрасль с ежегодным объемом производства в 200 млрд. долл.
Производство биополимеров и биохимических продуктов. Растения – один из немногих объектов биотехнологии, способных производить чужеродные белки без ограничений. Например, паутина обладает прочностью стали, и можно «научить» растения продуцировать белок такой паутины в их собственных клетках. Развитие биотехнологии, позволяет создавать растения, способные производить такие промышленные товары, как разнообразные полимеры, красители, моющие средства, клейкие вещества, смазочные вещества, пластмассы и др.
Продолжение следует.
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/
Монографию можно заказать по адресу: biotecheconomic@mail.ru
Отправка книг осуществляется наложенным платежом.
Цена 1 экз. книги (для России) – 350 руб.
Для других государств цена книги увеличится на стоимость доставки.
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
