ГМО: плюсы и минусы (на основе научных исследований)

Применение биотехнологии основано на использовании научных принципов, которые используют живой организм или организмы для производства продуктов и услуг на благо человека.

Изучение микроорганизмов

Учёные микробиологи начали изучать бактерии ещё со времён появления первого микроскопа, в XVII столетии, а термин, которым сегодня их определяют, был предложен лишь в XIX веке. Долго исследования микроорганизмов не могли продвинуться достаточно далеко ввиду отсутствия оптических приборов с необходимой степенью увеличения. Луи Пастер, Роберт Кох, Сергей Виноградский сделали огромный вклад в изучение данного царства живой природы. Но лишь в 30-е годы XX века, когда на смену оптическому микроскопу пришёл электронный, исследование домена вышло на качественно новый уровень.

Это интересно: формы естественного отбора это что, значение термина в биологии.

Совместными усилиями учёных было определено различие между эукариотами (организмами, имеющими в составе клетки ядро) и прокариотами (безъядерными). Позднее последние были также разделены на две большие группы — археи и непосредственно бактерии. Микробиология как наука в последние 50 лет совершила настоящий прорыв в изучении строения доядерных клеток. Учёные досконально исследовали роль бактерий в природе и жизни человека в частности. Биологи продолжают трудиться над этим вопросом и в наши дни, находя всё новые положительные и отрицательные моменты.

Бактерии в природе

Данные живые организмы одними из первых появились на нашей планете. Распространены они повсеместно. Бактерии обитают на дне водоёмов, в почве, могут выдерживать как низкие, так и высокие температуры.

Значение этих организмов в природе неоспоримо. Именно бактерии обеспечивают круговорот веществ в природе, который является основополагающим жизни на Земле. Органические соединения под их воздействием изменяются и распадаются на неорганические вещества.

Почвообразовательные процессы обеспечивают почвенные микроорганизмы. Остатки растений и животных распадаются и преобразуются на гумус и перегной только благодаря бактериям.

Бактерии в природе

В водной среде представителей данного царства используют для очищения водоёмов, а также сточных вод. Благодаря своей жизнедеятельности бактерии из опасных органических веществ делают безопасные неорганические.

Рис. 1. Роль бактерий в природе.

Что такое бактерии для септиков?

Бактерии для септика – это специальные живые микроорганизмы, которые перерабатывают естественным образом содержимое автономной канализации. Бактериально-ферментный способ переработки канализационных отводов используется за рубежом уже более полувека, у нас этот метод применяется около десятилетия. Воздействие биологического средства для септиков заключается в том, что содержимое выгребных ям туалетов является питательной средой для бактерий. Очистка происходит следующим образом.

  1. Бактерии, помещенные в септик, расщепляют органические компоненты стоков на воду, минеральные вещества и углекислоту.
  2. Углекислый газ улетучивается, а очищенные сточные воды впитываются в почву – в открытых ямах.
  3. На дне может образовываться небольшое количество минерального осадка, который при некоторых условиях используют для удобрения грунта.
  4. Если использовались средство для очистки септика закрытого типа, очищенную воду откачивают с помощью дренажного насоса, затем она поступает на дополнительную обработку в фильтрационные колодцы и уже после этого сливается в грунт.

Использования живых бактерий для септиков при очистке имеет существенные преимущества, на которые обращают внимание владельцы частных домов.

  • Абсолютная безопасность для окружающей среды и здоровья человека.
  • После очистки канализации с помощью живых бактерий для септиков и выгребных ям в некоторых случаях отфильтрованной сточной водой можно поливать огород, а минеральными отложениями удобрять почву.
  • Оказывают дезинфицирующее действие, уничтожая болезнетворные микробы. Очистка происходит быстро, неприятный запах исчезает через несколько часов.
  • В отличие от химических препаратов, не воздействуют разрушающе на стены септиков – бетонные, пластмассовые.
  • Имеют широкую сферу применения – от выгребных ям до промышленных очистных сооружений.
  • Использование биопрепаратов сократит расходы на вызов ассенизаторов. Стоимость этих эффективных средств для септиков несопоставима с той пользой, которую приносят живые бактерии.

Для того, чтобы бактерии работали, нужно соблюдать несколько уcловий: температурный диапазон действия от 3 до 40⁰C (при других показателях микроорганизмы гибнут), обильная питательная среда (при редком использовании септика нужно добавлять препарат), влажная среда (для эффективного использования биологического средства для дачных септиков нужно, чтобы жидкость покрывала дно не менее, чем на 3 см).

Читайте также:  Блокада позвоночника: методы и специфика проведения укола

Что такое ГМО?

Название генетически модифицированный организм, сокращенно «ГМО», относится к любому организму, ДНК которого была модифицирована с использованием технологии генной инженерии.

В пищевой промышленности генетически модифицированные культуры имеют гены, добавленные к ним по различным причинам, таким как улучшение их роста, пищевой ценности, устойчивости к вредителям и простоты ведения сельского хозяйства (2).

Хотя можно естественным образом придать пище желательные характеристики посредством селекционного разведения, этот процесс занимает много поколений. Кроме того, заводчики могут изо всех сил пытаться определить, какие генетические изменения привели к появлению новой особенности.

Генетическая модификация значительно ускоряет этот процесс благодаря использованию научных методов, которые придают растению определенную желаемую особенность.

Например, одной из наиболее распространенных ГМО-культур является кукуруза Bt, которая генетически модифицирована для производства инсектицида Bt токсина. Вырабатывая этот токсин, кукуруза способна противостоять вредителям, снижая потребность в пестицидах (3).

ГМО культуры невероятно распространены в США – по крайней мере 90% сои, хлопка и кукурузы выращиваются с помощью генетических методов (4).

На самом деле, по оценкам, до 80% продуктов в супермаркетах содержат ингредиенты, полученные из генетически модифицированных культур.

Хотя ГМО-культуры значительно облегчают сельское хозяйство, существует некоторая обеспокоенность в связи с их потенциальным воздействием на окружающую среду и их безопасностью для потребления человеком, особенно в отношении болезней и аллергий (5).

Тем не менее Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и USDA утверждают, что ГМО безопасны для потребления человеком и животными (6).

Вывод:

ГМО – это продукты питания, которые были сделаны с использованием методов генной инженерии. Они составляют 90% сои, хлопка и кукурузы, выращиваемых в США, и считаются безопасными для потребления человеком.

Биотехнология в сельском хозяйстве

Применение биотехнологии широко задействовано в области сельского хозяйства с использованием метода рекомбинации ДНК. Этот процесс осуществляется для удаления высших генов из одного организма в другой через посредство микроорганизмов. Это применение можно увидеть из процесса получения рекомбинантной ДНК.

  • выращивание растений с улучшенным содержанием элемента азота

Азот (N2) – это важнейшие элементы белка, ДНК и РНК. У бобовых растений обнаруживаются клубеньки на его корнях. В этих клубеньках живут бактерии Ризобии, которые могут связывать свободный азот из воздуха, поэтому растения бобовых культур могут покрывать потребности в самом азоте. С помощью применения биотехнологии исследователи пытаются разработать так, чтобы бактерии Ризобии жили в корнях многих культур. Это улучшит способность бактерий связывать азот с помощью метода рекомбинации генов. Эти меры направлены на сокращение или ликвидацию использования азотных удобрений, которые в настоящее время широко применяются на сельскохозяйственных землях и вызывают неблагоприятные побочные эффекты.

  • помогают растениям в устойчивости к вредителям

Растения, устойчивые к вредителям, могут быть созданы с помощью генной инженерии с рекомбинацией генов и культивированием клеток. Например, чтобы получить урожай картофеля без иммунных заболеваний необходимы гены, определяющие природу иммунного заболевания. Из этих генов вырастают картофельные растения, устойчивые к болезням. Эти растения картофеля затем можно размножать и распространять. Питание растений при этом происходит в обычном порядке.

  • выращивание риса
Биотехнология в сельском хозяйстве

Рекомбинантная технология ДНК может быть использована для получения трансгенных растений риса. Они способны вырабатывать полезный белок и устойчивость к холодам. Получить рисовые растения, устойчивые к холоду, можно путем введения в хромосомы рисового растения генов, устойчивых к холоду больше, чем у животных, живущих в холодных местах.

  • хлопковое растение против насекомых

Введение в посев хлопчатника методом рекомбинантной ДНК особого белка. Этот белок вступит в реакцию с ферментами, вырабатываемыми желудком насекомого. Эти реакции превращают фермент в яд. Таким образом, насекомые, питающиеся такими растениями, будут отравляться и погибать.

  • цветы не увядают, а плоды устойчивы к гниению

Гормон, вызывающий увядание цветов, – это этилен. Увядание на цветках происходит из-за наличия гена, чувствительного к короне цветков. Если ген был заменен на гены, которые менее чувствительны,то завядание цветков может задержаться. С помощью этого метода были разработаны трансгенные гвоздики, способные выживать свежими в течение 3 месяцев. В то время как гвоздики обычно цветут только 3 дня.

Гормон этилен также стимулирует созревание плодов. Если активность гена, продуцирующего этилен, будет подавлена с помощью генной инженерии, то плод будет оставаться свежим в течение длительного времени. Например, помидор Флавр Савр, который выдерживает гниль.

Читайте также:  Вакцинация от пневмококка, виды прививок

Как патогенная микрофлора делает нас зависимыми

Если человека непреодолимо тянет на хлебобулочные и кондитерские изделия или, может быть, на кислое и солёное, то, скорее всего, в его кишечнике уже сформировалось преобладание определённой группы микроорганизмов, которые через наши желания «требуют» для себя питательной среды. Люди не могут отказаться от убойной пищи, потому что в кишечнике сложилась гнилостная микрофлора, она требует употребления мяса, чтобы поддерживать свою жизнедеятельность и численность.

Ещё один пример: чрезмерное поступление углеводов, алкоголя, медикаментов провоцирует рост грибка кандиды. Он, выделяя токсины, не только ослабляет иммунитет и вызывает физические симптомы — боли в животе, нарушение стула, головные боли, боли в суставах, синуситы, циститы, — но также приводит к психическим расстройствам — депрессии, тревожности, чувству разбитости, раздражительности, снижению памяти и внимания.

При лечении кандиды врачи рекомендуют определённую диету — антикандидный протокол, — из которой исключаются продукты, подпитывающие грибок. На психоэмоциональном уровне у человека в период ограничений может даже появиться настоящая ломка из-за непреодолимого желания запрещённой пищи и зависимости от неё.

Как сделать кишечник здоровым

Таким образом, для ментального здоровья нужно поддерживать здоровым и качественным микробиом в кишечнике; это возможно сделать, в первую очередь, благодаря здоровому и разнообразному питанию. Корректируя свой рацион и образ жизни, мы можем оказать существенное влияние на развитие и процветание одних микроорганизмов и способствовать подавлению других.

Важную роль в формировании микрофлоры играют пребиотики, пробиотики и антибиотики.

Полезные бактерии, населяющие организм человека

Вся совокупность бактерий, которые живут в организме человека, получила название микробиоты. Здоровая микрофлора кишечника состоит из множества бактерий. Их насчитывается более миллиона.

Каждый микроорганизм играет огромную роль в нормализации функционирования всего организма. Если нарушается баланс и происходит нехватка какой-либо бактерии, это приводит к нарушениям в работе ЖКТ.

Болезнетворный процесс начинает стремительно развиваться. Все полезные микроорганизмы находятся по большей части в кишечнике, а также на поверхности кожи и слизистых.

Иммунная система способна регулировать необходимое количество полезных бактерий.

Микробиота – совокупность бактерий в организме человека.

Виды полезных бактерий

Микрофлора организма человека населена как полезными, так и патогенными организмами. В определенной концентрации это считается нормой. Существуют полезные и патогенные бактерии.

Конечно же, в кишечнике намного больше полезных микроорганизмов. Баланс соблюдается только в том случае, когда хорошая микрофлора составляет более 95 процентов всех микроорганизмов.

Выделяют такие виды бактерий, которые живут в человеческом организме:

  • лактобактерии;
  • бифидобактерии;
  • энтерококки;
  • кишечные палочки.

Положительное воздействие бактерий на человеческий организм

Полезные бактерии, населяющие организм человека

Хорошие бактерии имеют массу полезных и нужных свойств. Организм способен функционировать нормально, пока в нем поддерживается нужный баланс между бактериями, населяющими кишечник и слизистые.

Очень много их участвует в важнейшем процессе синтеза витаминов. Витамины группы В не могут нормально усваиваться без воздействия на них полезных бактерий.

Из-за этого может понижаться уровень гемоглобина в крови, страдают кожные покровы, наблюдаются нарушения нервной системы.

Бактерии способны расщеплять непереваренные компоненты пищи, которые достигают толстого кишечника. Полезные микроорганизмы способствуют поддержанию водно-солевого баланса в организме.

Микрофлора кишечника принимает участие в формировании местного иммунитета. Помогает блокировать размножение патогенных микроорганизмов. Поэтому люди не ощущают вздутия живота и развития метеоризма. Рост числа лимфоцитов провоцирует работу фагоцитов, которая заключается в борьбе с вредоносными микробами. При этом некоторые бактерии активно участвуют в синтезе иммуноглобулина А.

Полезные микроорганизмы положительно влияют на работу толстого и тонкого кишечника. С их помощью возможно поддержание необходимой кислотности, вследствие чего эпителий становится более устойчивым к воздействию вредоносных факторов.

От микроорганизмов зависит и перистальтика кишечника. Бифидобактерии принимают участие в блокировании процессов гниения и брожения в организме.

Множество бактерий постоянно находятся в симбиозе с болезнетворными микроорганизмами, контролируя их влияние на организм.

Роль микробиоты в человеческом организме переоценить очень сложно.

Общий баланс организма поддерживается биохимическими реакциями, происходящими в организме при участии бактерий. При этом выделяется тепловая энергия. Основу питания полезных бактерий составляют остатки непереваренной пищи.

Бактерии в круговороте веществ

Микроорганизмы вообще и бактерии в частности играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным. Различные этапы круговорота элементов осуществляются организмами разного типа. Существование каждой отдельной группы организмов зависит от химического превращения элементов, осуществляемого другими группами.

Круговорот азота

Циклическое превращение азотистых соединений играет первостепенную роль в снабжении необходимыми формами азота различных по пищевым потребностям организмов биосферы. Свыше 90% общей фиксации азота обусловлено метаболической активностью определённых бактерий.

Читайте также:  Гепатит A — что это такое и как передаётся

Круговорот углерода

Биологическое превращение органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности разнообразных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии осуществляют полное окисление органических веществ. В аэробных условиях органические соединения первоначально расщепляются путём сбраживания, а органические конечные продукты брожения окисляются далее в результате анаэробного дыхания, если имеются неорганические акцепторы водорода (нитрат, сульфат или СО2).

Круговорот серы

Для живых организмов сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.

Круговорот железа

В некоторых водоёмах с пресной водой содержатся в высоких концентрациях восстановленные соли железа. В таких местах развивается специфическая бактериальная микрофлора — железобактерии, окисляющие восстановленное железо. Они участвуют в образовании болотных железных руд и водных источников, богатых солями железа.

* * *

Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в архее. Около 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы.

После появления многоклеточных организмов между ними и бактериями образовались многочисленные связи, включая преобразование органических веществ органотрофами, и разного рода симбиотические отношения, паразитизм, иногда внутриклеточный (риккетсии), и патогенез. Наличие бактерий и др. микроорганизмов в естественных местах обитания является важнейшим фактором, определяющим целостность экологии, систем. В экстремальных условиях, непригодных для существования других организмов, бактерии могут представлять единственную форму жизни.

Бактерии являются одними из наиболее просто устроенных живых организмов (кроме вирусов). Полагают, что они — первые организмы, появившиеся на Земле.

Какую пользу и какой вред приносят бактерии человеку

Елена

Вред от бактерий очень ощутимый – многие бактерии являются источниками воспалений и инфекций. Смертельные болезни тиф и холера, серьёзные заболевания воспаление лёгких и дифтерия возбуждаются бактериями, и неудивительно, что люди постоянно ищут способы борьбы с ними. Однако, многие бактерии полезны. Полезны бактерии, вызывающие, например, брожение сладких соков или созревание сливок. Если бы бактерии не разлагали мёртвую ткань, то ей была бы покрыта уже вся поверхность Земли. Но самое главное – бактерии участвуют в образовании нитратов, необходимых для жизни растений и, следовательно, для нашей жизни.

Владимир Кукурузов

Есть микроорганизмы, которые косвенно влияют на человеческую жизнь. Они обитают в почвах и водоемах и занимаются расщеплением органических отходов, обеспечивают гниение погибших растений, насыщают почву необходимыми минеральными веществами и кислородом. Благодаря им планета Земля не испытывает недостатка в кислороде. Еще в древние времена люди поняли, какую неоценимую пользу приносят бактерии человеку в повседневной жизни. Многие продукты питания нельзя изготовить без применения полезных бактерий. Кисломолочная продукция (кефир, йогурт), уксусная кислота, кондитерские изделия, какао, кофе – результат активной жизнедеятельности микроорганизмов. Даже производство дубленой кожи или, например, льняного волокна не обходится без их участия. кисломолочные продуктыСуществует множество бактериальных препаратов, которые помогают бороться с вредителями сельского и лесного хозяйства. Некоторые из этих микроскопических созданий используют для силосования зеленых кормов. А для очищения сточных вод используют специальный вид бактерий, которые разлагают органические остатки и помогают контролировать уровень загрязненности водоемов. И даже в современной медицине активно применяют микроорганизмы для изготовления различных витаминов, антибиотиков и других лекарственных препаратов. препарат с молочнокислыми бактериямиНе все бактерии приносят пользу и служат на благо людей. Есть и такие, которые наносят вред продуктам питания, становятся причиной гниения органических веществ и вырабатывают при этом яд. Употребление в пищу некачественной еды приводит к отравлению организма. В некоторых случаях итог и вовсе печальный – летальный исход. Чтобы защитить себя и своих близких от вреда, наносимого плохими бактериями, а также поддержать естественный баланс полезных созданий в организме, необходимо: Регулярно употреблять в пищу кисломолочные продукты, обогащенные бифидо- и лактобактериями. Употреблять в пищу только свежие и качественные продукты. Мыть руки перед едой, а также тщательно мыть все фрукты и овощи. Подвергать мясо термической обработке. Пить антибиотики строго по назначению врача. И стараться не злоупотреблять различными лекарствами. Иначе вместо пользы можно нанести ощутимый вред своему здоровью. Соблюдение этих нехитрых правил – залог здоровой жизни.