Пшеничные килограммы. Как углеводы разрушают тело и мозг
Шрифт:
Гибридизация осуществлялась и сейчас осуществляется различными способами, среди которых интрогрессия (приобретение генов другого вида при межвидовой гибридизации) и обратное скрещивание, при котором потомки скрещиваемых растений вновь пересекаются с их прародителями или другими видами пшеницы или даже других злаков. Подобные эксперименты, впервые описанные австрийским священником и ботаником Грегором Менделем в 1866 году, начали приносить свои плоды в середине XX века, когда люди на практике познакомились с понятиями гетерозиготности и доминирования генов. С тех пор ученые-генетики разработали различные способы достижения желаемых характеристик.
Большая часть современной пшеницы, полученной в результате целенаправленной селекции, относится к сортам, разработанным в Международном центре улучшения кукурузы и пшеницы (International Maize and Wheat Improvement Center; CIMMYT), расположенном к востоку от Мехико, у подножия гор Сьерра-Мадре. Этот центр появился в 1943 году и изначально являлся частью программы исследований в области сельского хозяйства, которыми мексиканское правительство занималось совместно с Фондом Рокфеллера (филантропическая
Одной из практических проблем, решенных Международным центром улучшения кукурузы и пшеницы в попытке увеличить урожайность, было то, что после применения большого количества богатых азотом удобрений на пшеничных полях семенная шапка на верхушке растения разрасталась до огромных размеров. Слишком тяжелая верхушка склоняла растение к земле, тем самым убивая его и делая сбор урожая проблематичной задачей. Генетику из университета Миннесоты Норману Борлоугу, работавшему на Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы, приписывают заслугу создания высокоурожайной низкорослой пшеницы с более короткими и плотными колосками, что позволяло ей сохранять вертикальное положение и выдерживать большой вес семенной шапки. Высокие колосья малоэффективны, короткие созревают значительно быстрее, а это подразумевает более быстрый период вегетации и пониженную потребность в удобрениях.
За свои заслуги в селекции пшеницы доктор Борлоуг получил титул «Отца Зеленой революции», а также президентскую медаль свободы, золотую медаль конгресса и Нобелевскую премию мира в 1970 году. После его смерти в 2009 году в «Уолл-стрит джорнале» появились слова: «Борлоуг больше, чем какой-либо другой человек, показал, что природе не угнаться за человеческой изобретательностью, когда она пытается установить границы развития». Мечта доктора Борлоу стала явью при его жизни: высокоурожайная низкорослая пшеница действительно помогла решить проблему мирового голода – к примеру, только в Китае с 1961 по 1999 год урожай пшеницы увеличился в восемь раз.
Низкорослая пшеница в конечном счете заменила собой большинство других сортов пшеницы в США и в большей части мира благодаря своей высокой урожайности. Если верить Аллану Фрицу, ведущему курс по селекции пшеницы в Университете штата Канзас, карликовая и полукарликовая пшеница в настоящий момент составляет более 99 % пшеницы, выращиваемой во всем мире.
Результат – мутация
Несмотря на впечатляющие изменения генетического состава пшеницы и других злаковых культур, ученые не догадались провести испытания на безвредность новых сортов для животных и людей. Желание увеличить урожай было настолько огромным, уверенность ученых-генетиков в безопасности полученных продуктов настолько сильной, а проблема мирового голода требующей максимально быстрого решения, что введение генетически модифицированной пшеницы в человеческий рацион произошло очень быстро.
Ученые руководствовались предположением, что в результате гибридизации и скрещивания получалась, по сути, все та же «пшеница», а значит, она безвредна. Они решили, что количественное изменение содержания в зернах глютена, корректировка других ферментов и белков, направленные на увеличение выносливости и сопротивляемости растений различным болезням, не обернутся никакими неблагоприятными последствиями для людей.
Однако если обратиться к результатам исследований, подобные предположения могут оказаться ничем не обоснованными и даже в корне неверными. Сравнительный анализ белкового состава гибрида пшеницы и двух родительских растений показал, что, хотя 95 % белков, содержащихся в растении-потомке, остались теми же самыми, 5 % оказались уникальными – они не содержатся ни в одном из родительских растений. Пшеничный белок глютен, в частности, претерпел значительные структурные изменения в ходе этого процесса гибридизации. В ходе одного из экспериментов по скрещиванию в растении-отпрыске было обнаружено четырнадцать новых форм белка глютена, которые не присутствовали ни в одном из родительских растений. Более того, если сравнивать современную Triticum aestivum с видом пшеницы, который выращивали сотню лет назад, количество генов глютена, связанных с болезнью целиакией, значительно возросло.
Хороший злак перешел на темную сторону?
Если учитывать огромную генетическую пропасть, разделяющую современную пшеницу и ее эволюционных предшественников, то может ли быть так, что древние злаки, такие как пшеница-однозернянка и двузернянка, можно употреблять в пищу без побочных эффектов, которыми характеризуются продукты из других сортов пшеницы?
Я решил подвергнуть полбу (пшеница-однозернянка) тестированию и перемолол 1 кг цельных зерен в муку, из которой затем испек хлеб. Также я размолол и обычную современную натуральную пшеницу в зернах. Итак, я приготовил из обоих видов муки хлеб, используя дополнительно только воду и дрожжи и не добавляя сахар или ароматизаторы. Мука из полбы внешне особо не отличалась от современной пшеничной, однако стоило лишь добавить воду и дрожжи, как разница стала очевидной: светло-коричневое тесто было менее тягучим, менее податливым и более липким, чем тесто из современной
Я старадаю от чувствительности к пшенице. Во имя науки я решил провести небольшой эксперимент на себе: я съел 100 г хлеба из полбы в первый день и 100 г хлеба из цельнозерновой пшеницы на следующий. Я готовил себя к самому худшему, так как в прошлом реакция моего организма на пшеницу была малоприятной. Помимо наблюдения за физической реакцией своего организма, я также брал кровь из пальца на анализ, чтобы измерить уровень сахара. Разница ошеломила меня!
Начальный уровень сахара составлял 84 мг/дл. Уровень сахара после употребления хлеба из полбы – 110 мг/дл. Подобная реакция была более-менее адекватной для небольшой порции углеводной пищи. К слову, впоследствии я не почувствовал никаких малоприятных эффектов: не было бессонницы, тошноты, ничего не болело.
На следующий день я повторил процедуру, заменив 100 г хлеба из полбы обычным натуральным хлебом из цельной пшеницы. Начальный уровень сахара составлял 84 мг/дл. Уровень сахара после употребления обычного хлеба – 167 мг/дл! Помимо этого, вскоре я начал испытывать тошноту. Этот неприятный эффект длился еще 36 часов, его сопровождали желудочные колики, начавшиеся практически сразу. Мой сон в ту ночь был прерывистым, хотя мне и снились яркие сны. Я не мог сконцентрироваться, а на следующее утро я безуспешно пытался понять смысл научных статей, которые мне нужно было изучить, в результате чего по четыре-пять раз читал и перечитывал каждый абзац. В конечном итоге я сдался. Только полтора дня спустя мое самочувствие вернулось в норму.
Я благополучно справился со своим мини-экспериментом с пшеницей, однако был просто поражен тем, насколько разной оказалась реакция после употребления в пищу обычного хлеба и хлеба, приготовленного из полбы. Что-то определенно было не так.
Мой собственный опыт, разумеется, нельзя расценивать как полноценное клиническое исследование. Однако он наводит на ряд вопросов о потенциальной разнице, покрывающей пропасть в десять тысяч лет – разнице между современной пшеницей и тем злаком, который существовал до вмешательства человека в его генетический состав.
Умножьте все вышесказанное в десятки тысяч раз – а именно стольким различным процедурам гибридизации была подвержена пшеница – и вы поймете, насколько глобальными оказались изменения характеристик этого растения, например, таких, как его глютеновая структура. Не стоит забывать и о том, что генетические изменения оказались для растений попросту фатальными, так как тысячи новых сортов покажут себя абсолютно беспомощными, если оставить их расти в естественных условиях без участия человека.
Новая пшеница повышенной урожайности была встречена странами «третьего мира» скептически. Однако вскоре ее большие урожаи поистине спасли страдающее от голода население Индии, Пакистана, Китая, Колумбии и других стран. Показатели урожайности росли по экспоненте, превратив дефицит в избыток и сделав продукты из пшеницы дешевле и доступнее.
Разве можно обвинить фермеров в том, что они отдали предпочтение низкорослой пшенице повышенной урожайности? Как бы то ни было, многие владельцы небольших угодий испытывали серьезные финансовые трудности. Если у них появилась возможность увеличить свой урожай в добрые десять раз, сократить период вегетации и упростить сбор урожая, то почему они не должны были ею воспользоваться?
Потенциал генетики как науки настолько велик, что можно смело ожидать еще более существенных изменений пшеницы в будущем. Ученым больше нет необходимости скрещивать между собой различные сорта в надежде на то, что в итоге получится растение с желаемым ими набором хромосом. Вместо этого у них есть возможность целенаправленно добавлять или удалять отдельные гены и продолжать подобным образом выводить новые сорта, еще более устойчивые к болезням, пестицидам, холоду или засухе или обладающие тем или иным набором заранее определенных генетических характеристик. В частности, новые сорта могут быть адаптированы на генетическом уровне таким образом, что окажутся совместимыми с тем или иным видом определенных удобрений или пестицидов. Для крупных представителей агробизнеса, равно как и для производителей семян и химикатов для сельского хозяйства, подобный процесс является невероятно выгодным с финансовой точки зрения, так как определенные сорта пшеницы могут быть защищены патентом и, вследствие этого, продаваться с надбавкой, и продажи наиболее подходящих к ним удобрений и пестицидов также увеличатся.
Генетики основываются на простейшем допущении, что отдельный ген может быть точнейшим образом интегрирован в генную структуру и займет четко определенное место, никоим образом не нарушая своим присутствием работу других генов. Хотя подобная концепция вполне логична, на деле далеко не всегда получается именно так. В течение первого десятилетия эпохи генной инженерии считалось, что подобная методика мало отличается от, казалось бы, безвредного скрещивания, и эксперименты о влиянии новых продуктов на людей и животных не проводились. В последующие годы органы контроля, в том числе отдел Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, отвечающий за контроль качества продуктов питания, потребовали предварительного тестирования генетически модифицированных продуктов перед их поступлением на рынок. Критики генетической модификации провели ряд исследований, в ходе которых были обнаружены потенциальные проблемы, связанные с генетически модифицированными злаками. У подопытных животных, которых кормили соевыми бобами, устойчивыми к глифосату (этот сорт сои обязан своей популярностью тому, что он позволял фермерам свободно разбрызгивать гербициды, не нанося при этом вред самому растению), были обнаружены изменения в печени, поджелудочной железе, кишечнике и тканях яичек, если сравнивать их с животными, питавшимися обычной соей. Считается, что эти изменения были вызваны неожиданной перестройкой ДНК растения, из-за чего содержащийся в сое белок стал токсичным.