مهندسی ژنتیک در کشاورزی

 مهندسی ژنتیک و اقتصاد

سال‌هاست که مردم با استفاده از روش‌های سنتی اصلاح ژنوم گیاهان و حیوانات را تغییر می دهند. با این حال، در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌ها در زمینه مهندسی ژنتیک امکان کنترل دقیق تغییرات ژنتیکی وارد شده به ارگانیسم را فراهم کرده است. امروزه، ما می‌توانیم ژن‌های جدید یک گونه را از طریق مهندسی ژنتیک، بهینه‌سازی عملکرد کشاورزی یا تسهیل تولید مواد دارویی ارزشمند در یک گونه کاملا نامرتبط بگنجانیم. گیاهان زراعی، حیوانات مزرعه و باکتری‌های خاک از نمونه‌های برجسته‌تر موجوداتی هستند که تحت مهندسی ژنتیک قرار گرفته‌اند.

مهندسی ژنتیک در کشاورزی

مقدمه

مهندسی ژنتیک در کشاورزی و صنایع غذایی از جمله مواردی است که در جهان رو‌به‌رشد است.از مهم‌ترین همکاری‌های آن‌ها میتوان به محصولات اصلاح‌شده ژنتیکی یا همان تراریخته پرداخت.

گیاهان کشاورزی یکی از متداول ترین نمونه‌های ارگانیسم های اصلاح‌شده ژنتیکی (GMOs) هستند. برخی از مزایای مهندسی ژنتیک در کشاورزی عبارتند از: افزایش بازده محصولات، کاهش هزینه‌های تولید غذا یا دارو، کاهش نیاز به آفت کش‌ها، افزایش ترکیب مواد مغذی و کیفیت غذا، مقاومت در برابر آفات و بیماری‌ها، امنیت غذایی بیشتر، و مزایای پزشکی برای جمعیت رو‌به‌رشد جهان. همچنین پیشرفت‌هایی در توسعه محصولاتی که سریع‌تر بالغ می‌شوند و آلومینیوم، بور، نمک، خشکسالی، یخبندان و سایر عوامل استرس‌زای محیطی را تحمل می‌کنند، انجام شده است و به گیاهان اجازه می‌دهد در شرایطی رشد کنند که در غیر این صورت ممکن است شکوفا نشوند. کاربردهای دیگر شامل تولید محصولات غیر پروتئینی (زیست پلاستیک) یا غیر صنعتی (گیاهان زینتی) است. تعدادی از حیوانات نیز به منظور افزایش عملکرد و کاهش حساسیت به بیماری، مهندسی ژنتیکی شده‌اند. به‌عنوان مثال، ماهی قزل آلا طوری مهندسی شده است که بزرگ‌تر شود و سریع‌تر بالغ شود و گاوها برای نشان‌دادن مقاومت در برابر بیماری جنون گاوی تقویت شده‌اند.

یک محصول اصلاح‌شده ژنتیکی (GM) گیاهی است که برای اهداف کشاورزی استفاده می‌شود  که یک یا چند ژن کد کننده صفات مطلوب از طریق فرآیند مهندسی ژنتیک در آن وارد شده است. این ژن‌ها ممکن است نه تنها از همان گونه‌های گیاهی یا سایر گونه‌ها، بلکه از ارگانیسم‌هایی که کاملا با محصول دریافت‌کننده ارتباط ندارند سرچشمه بگیرند. تکنیک‌های اولیه مهندسی ژنتیک گیاهی در اوایل دهه 1980 توسعه یافت و اولین محصولات تراریخته در اواسط دهه 1990 به‌صورت تجاری در دسترس قرار گرفت. از آن زمان، پذیرش محصولات تراریخته به سرعت افزایش یافته است. در سال 2008، محصولات تراریخته در 9 درصد از زمین‌های قابل کشت جهانی کشت می‌شد.

صفات گیاهی که از طریق مهندسی ژنتیک مورد هدف قرار می‌گیرند، کاملا با آن‌هایی که در اصلاح متعارف دنبال می‌شوند، متفاوت نیستند. با این حال، از آنجایی که مهندسی ژنتیک امکان انتقال مستقیم ژن در مرزهای گونه‌ها را فراهم می‌کند، برخی از صفات که قبلا تکثیر آن‌ها دشوار یا غیرممکن بود، اکنون می‌تواند با سهولت نسبی توسعه یابد. سه دسته از صفات تراریخته را می‌توان تشخیص داد: محصولات تراریخته نسل اول شامل بهبود صفات زراعی مانند مقاومت بهتر در برابر آفات و بیماری‌ها می‌شود . محصولات تراریخته نسل دوم دارای صفات با کیفیت بالا، مانند محتوای مواد مغذی بالاتر در محصولات غذایی هستند. محصولات نسل سوم گیاهانی هستند که برای تولید مواد خاص برای مقاصد دارویی یا صنعتی طراحی شده‌اند.

پتانسیل محصولات تراریخته چند برابر است. در مقابل پس‌زمینه منابع طبیعی رو به کاهش، افزایش بهره‌وری در کشاورزی جهانی برای اطمینان از دسترسی کافی به غذا و سایر مواد خام برای جمعیت رو‌به‌رشد مهم است. محصولات تراریخته همچنین می‌توانند مزایای زیست محیطی داشته باشند. علاوه‌بر‌این، فناوری‌های بذر جدید، در گذشته، نقش مهمی برای رشد درآمد روستایی و کاهش فقر در کشورهای در حال توسعه ایفا کرده‌اند.

این اثرات برای محصولات تراریخته نیز انتظار می‌رود. در نهایت، محصولات تقویت‌شده از نظر تغذیه می‌توانند به بهبود وضعیت سلامت مصرف‌کنندگان کمک کنند.

با وجود این پتانسیل‌ها، توسعه و استفاده از محصولات تراریخته مخالفت‌های قابل‌توجهی را برانگیخته است. رزروهای عمومی به ویژه در اروپا قوی است، اما از طریق مقررات تجاری، رسانه‌های عمومی و تلاش‌های اطلاع‌رسانی گروه‌های لابی ضد‌بیوتکنولوژی به کشورهای دیگر و مناطق نیز سرایت کرده است. نگرانی‌های عمده مربوط به خطرات بالقوه محیطی و بهداشتی است، اما نگرانی‌هایی در مورد پیامدهای اجتماعی نامطلوب نیز وجود دارد .

به‌عنوان مثال، برخی معتقدند که فناوری GM می‌تواند سیستم‌های دانش سنتی را در کشورهای در حال توسعه تضعیف کند. با توجه به خصوصی‌سازی فزاینده تحقیقات بهبود محصول و تکثیر حقوق مالکیت معنوی، نگرانی‌هایی در مورد انحصار بالقوه بازارهای بذر و بهره‌برداری از کشاورزان خرده‌مالک نیز وجود دارد.

از آنجایی که محصولات تراریخته با پتانسیل‌ها و مسائل جدید مرتبط هستند، ظهور آن‌ها همچنین باعث تحقیقات قابل‌توجهی در رابطه با جنبه‌های اقتصادی و سیاسی شده است. این مقاله به بررسی تحقیقات موجود در زمینه اقتصاد محصولات تراریخته می‌پردازد.

وضعیت محصولات تراریخته

محصولات تراریخته تجاری شده:

کاربرد تجاری محصولات تراریخته در اواسط دهه 1990 آغاز شد. از آن زمان، این فناوری به سرعت در سراسر جهان، هم در کشورهای صنعتی و هم در کشورهای در حال توسعه گسترش یافته است (شکل  زیر).

در سال 2008، محصولات تراریخته در 125 میلیون هکتار در 25 کشور کشت می‌شد. کشورهایی که بیشترین سهم را در سطح زیر کشت محصولات تراریخته داشتند، ایالات متحده (50%)، آرژانتین (17%)، برزیل (13%)، هند (6%)، کانادا (6%) و چین (3%) بودند. (جیمز 2008). به‌طور قابل‌توجهی، در میان کشورهای اتحادیه اروپا (EU)، تنها اسپانیا محصولات تراریخته را در مقیاس قابل‌توجهی رشد می‌دهد. اگرچه چند کشور دیگر اتحادیه اروپا فناوری‌های GM فردی را تأیید کرده‌اند، اما به‌دلیل مشکلات پذیرش عمومی و چارچوب‌های نظارتی نامطلوب، حوزه تجاری هنوز ناچیز است.

علی‌رغم استفاده گسترده بین‌المللی از محصولات تراریخته، مجموعه ترکیبات گیاهی و صفات موجود هنوز بسیار محدود است. در حال حاضر تنها چند فناوری نسل اول تجاری شده‌اند. فناوری غالب، تحمل علف‌کش (HT) در سویا است که 53 درصد از سطح جهانی محصول GM را در سال 2008 تشکیل می‌داد. سویا HT در حال حاضر بیشتر در ایالات متحده، آرژانتین، برزیل و سایر کشورهای آمریکای جنوبی کشت می‌شود. این فناوری 70 درصد از تولید جهانی سویا را تشکیل می‌دهد.

ذرت تراریخته دومین محصول غالب است و 30 درصد از سطح جهانی تراریخته و 24 درصد از کل تولید ذرت را در سال 2008 پوشش می‌دهد. ذرت تراریخته شامل مقاومت در برابر HT و حشرات است، تا حدی به‌صورت جداگانه و تا حدی نیز به‌عنوان  فناوری‌های انباشته. مقاومت به حشرات بر اساس ژن‌های مختلف از باکتری خاک Bacillus thuringiensis (Bt) است. این ژن‌های Bt کرم ذرت اروپایی، کرم ریشه ذرت و ساقه‌داران مختلف را کنترل می‌کنند . ذرت Bt بیشتر در آمریکای شمالی و جنوبی کشت می‌شود ، اما در آفریقای جنوبی و فیلیپین نیز به میزان قابل‌توجهی کاشته می‌شود .

محصولات تراریخته با سهم سطح قابل‌توجهی نیز شامل پنبه و کلزا است. پنبه Bt با مقاومت در برابر کرم غوزه و کرم جوانه به ویژه در کشورهای در حال توسعه مناسب است. در سال 2008، هند با 7.6 میلیون هکتار بیشترین سطح پنبه Bt را داشت و پس از آن چین با 3.8 میلیون هکتار قرار داشت. آفریقای جنوبی، آرژانتین، مکزیک و چند کشور دیگر نیز از این فناوری استفاده می‌کنند. در ایالات متحده، پنبه Bt و HT، تا حدی با ژن‌های انباشته استفاده می‌شود . تا به حال، کانولا HT بیشتر در کانادا و ایالات متحده کشت می‌شد. چند محصول تراریخته دیگر، از جمله یونجه HT و چغندرقند و همچنین پاپایا و کدو مقاوم در برابر ویروس، در کشورهای جداگانه تایید شده‌اند و تاکنون فقط مناطق نسبتاً کوچکی را پوشش می‌دهند.

محصولات تراریخته غیرتجاری:

چند فناوری تراریخته که قبلا برای محصولات غذایی توسعه یافته بودند، یا هرگز تجاری نشدند یا به‌دلیل مشکلات پذیرش مصرف کننده و بازاریابی از بازار خارج شدند. به‌عنوان مثال می‌توان به سیب‌زمینی Bt و مقاوم در برابر ویروس و همچنین گندم HT اشاره کرد. با این حال، اگر پذیرش عمومی بهبود یابد، چنین فناوری‌هایی ممکن است دوباره معرفی شوند. تعدادی دیگر از فناوری‌های محصولات GM که مقاومت در برابر حشرات یا HT را فراهم می‌کنند، آماده تجاری‌سازی هستند. به‌عنوان مثال، برنج Bt به‌طور‌ گسترده در چین و سایر کشورها آزمایش شده است. سبزیجات مختلف Bt  از جمله بادمجان، گل‌کلم و کلم احتمالا به زودی در هند و سایر کشورهای آسیا و آفریقا تجاری می‌شوند.

برنج HT همچنین در یک فاز نسبتا پیشرفته در خط تحقیق و توسعه (R&D) قرار دارد.

دیگر فناوری‌های نسل اول GM که در حال توسعه هستند عبارتند از مقاومت در برابر قارچ‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌ها در غلات اصلی و همچنین ریشه و غده. معرفی آن‌ها در بازار را می‌توان در کوتاه‌مدت تا میان‌مدت انتظار داشت. تحمل گیاه در برابر تنش غیرزیستی – مانند خشکی، گرما و نمک – نیز به شدت در حال کار است. با این حال، از آنجایی که مکانیسم‌های ژنتیکی زیربنایی پیچیده هستند، کار در سطح پایه‌تری قرار دارد، بنابراین انتشارات تجاری قابل‌توجهی را می‌توان تنها در میان‌مدت انتظار داشت.

فناوری‌های نسل دوم GM در خط توسعه شامل بهبود کیفیت محصول برای اهداف تغذیه و صنعتی است. به‌عنوان مثال دانه‌های روغنی با پروفایل اسیدهای چرب بهبود‌یافته هستند. ذرت با آمیلوز بالا؛ غذاهای اصلی با محتوای افزایش یافته اسیدهای آمینه ضروری، مواد معدنی و ویتامین ها؛ و غذاهای کاربردی تراریخته با مزایای سلامتی متنوع.

تقویت محصولات غذایی با محتوای مواد مغذی بالاتر از طریق اصلاح مرسوم یا GM نیز تقویت زیستی نامیده می‌شود. یک نمونه شناخته شده از محصولات زراعی غنی شده با تراریخته، برنج طلایی است که حاوی مقادیر قابل‌توجهی پرو ویتامین A است. سایر پروژه‌های تقویت زیستی شامل توسعه سورگوم، کاساوا، موز و برنج تراریخته با مواد مغذی متعدد می‌باشد . چنین محصولاتی ممکن است طی 5 تا 10 سال آینده به‌صورت تجاری در دسترس قرار گیرند.

محصولات تراریخته نسل سوم شامل کشاورزی مولکولی است که در آن محصول برای تولید داروها مانند آنتی بادی‌های مونوکلونال و واکسن‌ها یا محصولات صنعتی مانند آنزیم‌ها و پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر استفاده می‌شود . اگرچه مفاهیم برای تعدادی از این فناوری‌ها اثبات شده است، توسعه محصول و جنبه‌های نظارتی حتی پیچیده‌تر از آن‌ها برای محصولات نسل اول و دوم است. مواد تولید شده در گیاهان باید تضمین شوند که وارد زنجیره غذایی معمولی با آستانه تحمل صفر نشوند. بنابراین، گیاهانی که برای اهداف غذایی و خوراک مورد استفاده قرار نمی‌گیرند احتمالا برای توسعه محصول انتخاب می‌شوند یا تأییدیه‌هایی برای محصولات تراریخته نسل سوم فقط برای استفاده در شرایط محدود داده می‌شود. در هر صورت، این بررسی اجمالی نشان می‌دهد که محصولات تراریخته موجود تا کنون تنها بخش بسیار کوچکی از پتانسیل‌های بزرگ آینده مهندسی ژنتیک گیاهی را نشان می‌دهد.

تأثیرات سطح  محصولات تراریخته نسل اول

از آنجایی که محصولات HT و Bt مقاوم به حشرات چندین سال است که مورد استفاده قرار گرفته‌اند، مطالعات متعددی در سطح میکرو در کشورهای مختلف انجام شده است. بسیاری از این مطالعات بر اساس بررسی‌های نمونه تصادفی، با مقایسه عملکرد پذیرندگان و غیرپذیرش‌کنندگان محصولات تراریخته انجام شده‌اند . با این حال، چنین مقایسه‌ای بدون مقایسه می‌تواند با سوگیری انتخابی همراه باشد. از یک طرف، اگر کشاورزان پذیرنده مهارت بیشتری نسبت به همتایان غیرپذیرنده خود داشته باشند، ممکن است تأثیرات تکنولوژیکی خالص بیش‌از‌حد برآورد شود، زیرا گروه پذیرندگان ممکن است حتی بدون فناوری GM عملکرد بهتری از خود نشان دهند. از سوی دیگر، اگر این فناوری تنها توسط کشاورزان تحت شرایط خاص اتخاذ شود، تأثیرات خالص ممکن است دست کم گرفته شود. به‌عنوان مثال، انتظار می‌رود فناوری Bt به ویژه در محیط های با فشار آفت بالا مفید باشد. بنابراین، مقایسه صرف بهره‌وری پذیرندگان در محیط‌های پر فشار آفات با بهره‌وری غیرپذیرنده‌ها در محیط‌های کم فشار آفات منجر به یک سوگیری رو به پایین در ارزیابی تأثیر می‌شود.

رویکردهای مختلفی برای کاهش سوگیری انتخابی بالقوه استفاده شده است. به‌عنوان مثال، برخی از نویسندگان تحولاتی را در طول زمان مشاهده کرده‌اند که شامل چندین دور جمع‌آوری داده‌ها می‌شود.دیگران داده‌های نظرسنجی کشاورزان تراریخته را با محاسباتی ترکیب کرده‌اند که بدون پذیرش فناوری چه می‌شد.علاوه‌بر‌این، مقایسه‌های درون مزرعه‌ای در شرایطی انجام شده است که کشاورزان پذیرنده به استفاده از محصولات متعارف در بخشی از زمین خود ادامه می‌دهند. رویکردهای اقتصادسنجی برای مقابله با مسائل گزینشی در زیر توضیح داده شده است.

اثرات محصولات HT در سطح مزرعه

محصولات HT نسبت به علف‌کش‌های خاص مانند گلایفوسیت و گلوفوسینات که مؤثرتر، سمی‌تر و معمولا ارزان‌تر از علف‌کش‌های انتخابی هستند، متحمل هستند. بر این اساس، کشاورزانی که از فناوری HT استفاده می‌کنند از نظر هزینه کمتر علف کش سود می‌برند. مقدار کل علف‌کش‌های اعمال شده در برخی موقعیت‌ها کاهش یافت، اما در برخی دیگر نه. در آرژانتین، مقادیر علف‌کش به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت، تا حد زیادی به‌دلیل این واقعیت که اسپری‌های علف‌کش جایگزین خاک‌ورزی شدند. در آرژانتین، از زمان معرفی فناوری HT، سهم کشاورزان سویا که از خاک‌ورزی استفاده نمی‌کنند، دو برابر شده و تقریباً به 90 درصد رسیده است، در‌حالی‌که در ایالات متحده و کانادا، روش‌های کشت‌نکردن از طریق پذیرش HT گسترش یافته است . از نظر عملکرد به دست آمده، تفاوت معنی داری بین HT و محصولات معمولی در بیشتر موارد دیده نمی‌شود . تنها در چند نمونه که کنترل علف‌های هرز خاص با علف‌کش‌های انتخابی دشوار بود، استفاده از HT و تغییر به علف‌کش‌های وسیع الطیف منجر به کنترل بهتر علف‌های هرز و عملکرد بالاتر محصول شد. این‌ها عبارتند از سویای HT در رومانی و ذرت HT در آرژانتین.

به‌طور کلی، فناوری HT هزینه تولید را از طریق هزینه‌های کمتر برای علف‌کش‌ها، نیروی کار، ماشین‌آلات و سوخت کاهش می‌دهد. با این حال، از آنجایی که محصولات HT توسط شرکت‌های خصوصی توسعه و تجاری‌سازی شده‌اند، هزینه فناوری برای بذرها دریافت می‌شود که در بین محصولات و همچنین کشورها متفاوت است. چندین مطالعه اولیه برای سویای HT در ایالات متحده نشان داد که این کارمزد به اندازه‌ای مشابه یا گاهی اوقات بالاتر از کاهش هزینه متوسط بود، به‌طوری که اثرات حاشیه ناخالص کوچک یا تا حدی منفی بود. نتایج مشابهی نیز برای پنبه HT و کانولا HT در ایالات متحده و کانادا به دست آمد (دلایل اصلی کشاورزان در چنین شرایطی برای ادامه استفاده از فناوری‌های HT کنترل آسان‌تر علف‌های هرز و صرفه‌جویی در زمان مدیریت بود. نشان داده شده که صرفه‌جویی در زمان مدیریت برای کشاورزان سویا در ایالات متحده تا حدی به درآمدهای خارج از مزرعه بالاتر تبدیل شد. علاوه‌بر‌این، کشاورزان ناهمگن هستند، به‌طوری که بسیاری از پذیرندگان علی‌رغم اثرات سود ناخالص صفر یا منفی سود برده‌اند. به نظر می‌رسد متوسط سود در سطح مزرعه در طول زمان افزایش می‌یابد.

در کشورهای آمریکای جنوبی، متوسط اثرات حاشیه ناخالص محصولات HT، به ویژه سویا HT، بزرگ‌تر از آمریکای شمالی است. در‌حالی‌که مزایای زراعی مشابه است، هزینه پرداختی برای دانه‌ها کمتر است، زیرا فناوری HT در آنجا ثبت اختراع نشده است. بسیاری از کشاورزان سویا در آمریکای جنوبی از دانه‌های تراریخته ذخیره شده در مزرعه استفاده می‌کنند. نشان داده اشت که میانگین سود ناخالص از طریق پذیرش HT سویا در بزرگی بیش از 20 دلار در هکتار برای آرژانتین است.

اثرات محصولات Bt در سطح مزرعه

برآوردهای اقتصادسنجی:

تجزیه و تحلیل‌های اقتصادسنجی با مشخصات مدل های مختلف، اثرات خالص کاهش‌دهنده و افزایش عملکرد حشره‌کش فناوری Bt را تأیید می‌کند. مطالعات بیشتری برای پنبه Bt در دسترس است: از یک مدل استفاده از حشره‌کش و یک تابع تولید با مشخصات کنترل آسیب برای تخمین اثرات در چین استفاده کرد. تحلیل مشابهی توسط قائم و دی جانوری  در آرژانتین انجام شد. بنت و همکاران توابع تولیدی از نوع کاب داگلاس را برای نمونه‌ای از کشاورزان در هند تخمین زد.

قائم و همکاران همچنین اثرات بهره‌وری پنبه Bt را در هند تخمین زد و بین ژن Bt و اثرات ژرم پلاسم تمایز قائل شد. آن‌ها نشان‌دادند که بخشی از تغییرپذیری تاثیر مشاهده شده در هند در طی سالهای اول پذیرش، به‌دلیل ادغام ژن Bt تنها در چند نوع پنبه بود که برای همه مکآن‌ها مناسب نبودند. در چنین شرایطی، رانش عملکرد را می‌توان مشاهده کرد. یعنی اثر مثبت ژن Bt با اثر ژرم پلاسم منفی خنثی می‌شود . این امر بر این نکته تأکید می‌کند که مزایای GM تنها زمانی به‌طور کامل قابل درک است که این فناوری در تعدادی از گونه‌های سازگار محلی وارد شود.

تریتل و همکاران  از یک رویکرد مرزی تصادفی با داده‌های کشاورزان در آفریقای جنوبی استفاده کرد تا نشان دهد که پذیرش Bt به افزایش کارایی فنی تولید پنبه در بخش کشاورزی کوچک کمک می‌کند. کامبامپاتی و همکاران تحلیل مشابهی را برای هند انجام داد. بسیاری از این تحلیل‌های اقتصادسنجی از رویکردهای متغیر ابزاری برای اجتناب یا کاهش مسائل گزینشی و مشکلات درون‌زایی استفاده می‌کنند. یک مطالعه توسط کرست و همکاران. همچنین از تکنیک‌های داده‌های تابلویی برای تخمین اثرات بهره‌وری Bt استفاده کرد.

 اثرات فقر و توزیع محصولات تراریخته

اثرات شبیه‌سازی شده بر درآمد خانوار در شکل زیر نشان داده شده است.

هفتاد و پنج درصد از کل مردم فقیر جهان کشاورزان خرده مالک یا کارگران روستایی هستند. بنابراین، محصولات تراریخته ممکن است پیامدهای مهمی برای فقر و توزیع درآمد در کشورهای در حال توسعه داشته باشد. اگر فقط کشاورزان ثروتمند سود ببرند، نابرابری افزایش خواهد یافت. با این حال، اگر کشاورزان فقیر از منابع بتوانند به محصولات تراریخته مناسب برای موقعیت خود دسترسی داشته باشند، اثرات فقر و عدالت ممکن است مثبت باشد. جدای از ویژگی‌های فن‌آوری، این به محیط نهادی در سطوح ملی و محلی نیز بستگی دارد.

تا کنون، محصولات HT به‌طور‌ گسترده در بخش کشاورزی کوچک مورد استفاده قرار نگرفته اند. مالکان کوچک اغلب به‌صورت دستی علف هرز می‌کنند، به‌طوری که محصولات HT نامناسب هستند، مگر اینکه کمبود نیروی کار یا علف‌های هرز که کنترل آن دشوار است، تبدیل به روش‌های شیمیایی را توجیه کند. وضعیت برای محصولات Bt بسیار متفاوت است. به خصوص در چین، هند و آفریقای جنوبی، پنبه Bt اغلب توسط مزارع با کمتر از 3 هکتار زمین کشت می‌شود .

در آفریقای جنوبی، بسیاری از خرده مالکان ذرت سفید Bt را به‌عنوان  غذای اصلی خود پرورش می دهند. چندین مطالعه نشان می‌دهد که مزایای فناوری Bt برای کشاورزان در مقیاس کوچک به اندازه مزایای تولیدکنندگان در مقیاس بزرگ‌تر است. در برخی موارد، مزایا می‌تواند حتی بیشتر باشد.

با این حال، مطالعات کمی وجود دارد که پیامدهای اقتصادی-اجتماعی گسترده‌تر، از جمله تأثیرات بر اشتغال روستایی و درآمد خانوار را تحلیل کرده باشد. این کمبود تحقیقات گسترده‌تر در سطح خرد ممکن است دلیل مناقشه مداوم پیرامون پیامدهای فقر و توسعه روستایی محصولات تراریخته باشد. اولین کار جامع را در این راستا ارائه می‌کنند. آن‌ها با تکیه بر یک ماتریس حسابداری اجتماعی روستایی و مدل ضریب، اثرات مستقیم و غیرمستقیم پذیرش پنبه Bt را در هند بررسی کردند. نتایج آن‌ها نشان می‌دهد که این فناوری اشتغال‌زا است، به‌ویژه برای کارگران زن کشاورزی استخدام شده، که به‌دلیل عملکرد بسیار بالاتری است که نیاز به برداشت دارند. این فناوری همچنین در سایر بخش‌های مرتبط با تولید پنبه، مانند تجارت و خدمات، اشتغال ایجاد می‌کند.

هر هکتار اضافی پنبه Bt 82 درصد درآمد کل بیشتری نسبت به پنبه معمولی ایجاد می‌کند، که حاکی از یک سود قابل توجه در رفاه کلی اقتصادی از طریق پذیرش فناوری در هند است. برای خانوارهای بدون زمین، اثرات مثبت درآمد نسبتاً کم است. اشتغال بیشتر زنان برای برداشت پنبه با اشتغال کمتر مردان برای عملیات سمپاشی خنثی می‌شود . با این حال، همه انواع خانوارهای کشاورزی  از جمله آن‌هایی که زیر خط فقر هستند  به‌طور قابل‌توجهی از Bt بیشتر از پنبه معمولی سود می برند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که محصولات تراریخته می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی به کاهش فقر و توسعه روستایی کمک کنند، زمانی که برای بخش کشاورزی کوچک مناسب باشند و در یک محیط سازمانی مساعد جاسازی شوند.

 اقتصاد مقررات مربوط به محصولات تراریخته

از آنجایی که محصولات تراریخته با چندین شکست احتمالی بازار همراه هستند، این فناوری به شدت تحت نظارت است. به‌عنوان مثال، محصولات تراریخته ممکن است با اثرات خارجی محیطی و بهداشتی مرتبط باشند، بنابراین مقررات ایمنی زیستی و ایمنی مواد غذایی وضع شده است. برای مصرف کنندگان، ویژگی GM محصولات غذایی یک ویژگی اعتباری است، که نشان می‌دهد مقررات برچسب‌زدن می‌تواند به کاهش هزینه‌های مبادله و مشکلات اطلاعات نامتقارن کمک کند. توسعه فناوری‌های تراریخته منجر به کالاهای عمومی می‌شود  که به‌راحتی قابل بازتولید هستند.

ایمنی زیستی و ایمنی مواد غذایی

دولت‌ها نقش مهمی در حصول اطمینان از ایمن‌بودن غذاهای جدید برای مصرف انسان دارند و اینکه نهاده‌های کشاورزی جدید تأثیرات منفی عمده‌ای بر محیط‌زیست و احتمالات بلندمدت تولید کشاورزی ایجاد نمی‌کنند. اکثر کشورها، به استثنای ایالات متحده، محصولات تراریخته را صرف نظر از ویژگی‌های محصول نهایی خود، غذاهای جدید می‌دانند. از‌این‌رو، قوانین و موسسات جدیدی برای تنظیم مسائل ایمنی زیستی بالقوه و ایمنی مواد غذایی ایجاد شده‌اند که ملزم به تایید محصولات تراریخته قبل از رشد، مصرف یا واردات به یک کشور هستند. از آنجایی که فرآیندهای تایید در سطح بین‌المللی هماهنگ نیستند، به مانعی بزرگ در برابر گسترش محصولات و فناوری‌های تراریخته در سراسر جهان تبدیل شده‌اند. برای مثال، اتحادیه اروپا هنوز برخی از فناوری‌های ذرت تراریخته را که در ایالات متحده و آرژانتین استفاده می‌شود، تأیید نکرده است، که تجارت نه تنها در فناوری‌ها، بلکه در بازارهای کالا و مواد غذایی را نیز مختل می‌کند. در اتحادیه اروپا، این به مشکلات پذیرش عمومی مربوط می‌شود . با این حال، در سایر نقاط جهان، عدم تایید محصولات تراریخته اغلب به‌دلیل محدودیت‌های سرمایه انسانی و مالی است. به‌ویژه کشورهای در حال توسعه کوچک‌تر تا به امروز قادر به وضع قوانین و اجرای یک سیستم نظارتی ایمنی زیستی نبوده‌اند. این امر آن‌ها را از برخی از بازارهای بین‌المللی محروم کرده است.

در کشورهایی که سیستم ایمنی زیستی برقرار است، بیشتر تلاش‌های تنظیم‌کننده‌ها برای جلوگیری از تجاری‌سازی محصولاتی که ممکن است به افراد یا محیط‌زیست آسیب برسانند (به‌عنوان مثال، خطاهای نوع I) انجام می‌شود. اغلب، تنظیم‌کننده‌ها بسیار محتاط هستند و به آزمایش‌های نظارتی زیادی در یک دوره زمانی طولانی نیاز دارند. با این حال، ایمنی زیستی طولانی و روش‌های آزمایش ایمنی مواد غذایی هزینه دارد.

هزینه‌های انطباق خصوصی برای تایید نظارتی فناوری جدید ذرت Bt یا HT در یک کشور را 6 تا 15 میلیون دلار تخمین زدند. تجاری‌سازی همین فناوری در کشورهای دیگر هزینه‌های بیشتری را در پی خواهد داشت. فراتر از این هزینه‌های مستقیم نظارتی، هزینه‌های غیرمستقیم از نظر مزایای از دست رفته وجود دارد (جلوگیری از استفاده از محصولات ایمن به‌عنوان  خطاهای نوع II نامیده می‌شود). تخمین زد که تاخیر دو ساله در تصویب پنبه Bt در هند منجر به زیان کل بیش از 100 میلیون دلار به کشاورزان شد.

چنین هزینه‌های نظارتی بالا، نرخ کلی نوآوری را کاهش می‌دهد. آن‌ها همچنین مانع تجاری‌سازی فناوری‌های تراریخته در محصولات جزئی و کشورهای کوچک می‌شوند، زیرا بازارها در چنین شرایطی به اندازه کافی بزرگ نیستند که سرمایه‌گذاری‌های با هزینه ثابت را توجیه کنند. نظارت بر مقررات گران قیمت نیز توسط شرکت‌های کوچک و سازمان های بخش دولتی دشوار است و در نتیجه به تمرکز بیشتر صنعت بیوتکنولوژی کشاورزی کمک می‌کند. اگر چنین رویه‌های طولانی و پیچیده برای تنظیم محصولات پرخطر ضروری بود، هزینه‌های مربوط به آن توجیه می‌شد. اما به نظر نمی‌رسد که چنین باشد. از آنجایی که استفاده از مهندسی ژنتیک مستلزم خطرات منحصر به فردی نیست، غیرمنطقی است که محصولات تراریخته را نسبت به محصولاتی که به‌طور متعارف پرورش می‌دهند، تحت بررسی دقیق‌تری قرار دهیم.

به نظر می‌رسد پیچیدگی نظارتی که امروزه مشاهده می‌شود ، نتیجه بحث عمومی سیاسی شده و موفقیت لابی گری گروه‌های ذینفع آنتی بیوتکنولوژی باشد.

برخی اصلاحات در چارچوب نظارتی GM ضروری خواهد بود و اقتصاددانان نقش مهمی در این زمینه از نظر کمی کردن هزینه‌ها و منافع دارند. لیختنبرگ و زیلبرمن یک رویکرد قاعده ایمنی را برای قوانین آفت کش کارآمدتر در شرایط عدم قطعیت پیشنهاد کردند. همین رویکرد می‌تواند در زمینه محصولات تراریخته نیز مفید باشد. این مدل یک مدل ارزیابی ریسک احتمالی را با مکانیزم‌های تصمیم‌گیری قاعده ایمنی ترکیب می‌کند که معادل استفاده از سطوح معنی‌داری برای تصمیم‌گیری آماری است. رویکرد قاعده ایمنی را می‌توان برای تجزیه و تحلیل هزینه-فایده یا ریسک-منفعت به کار برد. از این رو، معیارهای شفاف و تکنیک‌های حداکثرسازی برای آوردن علم و عینیت به فرآیندهای تصمیم‌گیری که اغلب تحت تأثیر ملاحظات اقتصاد سیاسی و رویکرد احتیاطی قرار دارند، استفاده می‌شوند.

مهندسی ژنتیک در داروسازی

استفاده دارویی از GMOs

صنعت داروسازی مرز دیگری برای استفاده از GMOs است. در سال 1986، هورمون رشد انسانی اولین داروی پروتئینی بود که در گیاهان ساخته شد و در سال 1989، اولین آنتی‌بادی تولید شد. هر دو گروه تحقیقاتی از تنباکو استفاده کردند، که از آن زمان به‌عنوان  گونه‌های گیاهی که به شدت مورد مطالعه قرار گرفته و برای بیان ژن‌های خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد، بر صنعت تسلط یافته است. از سال 2003، چندین نوع آنتی‌بادی تولید شده در گیاهان به آزمایشات بالینی راه یافتند. استفاده از حیوانات دستکاری شده ژنتیکی نیز در تحقیقات پزشکی ضروری بوده است. حیوانات تراریخته به‌طور معمول برای حمل ژن‌های انسانی یا جهش در ژن‌های خاص پرورش می‌یابند، بنابراین امکان مطالعه پیشرفت و عوامل ژنتیکی بیماری‌های مختلف را فراهم می‌کنند.

بسیاری از داروهای دارویی به شکل پروتئین‌های پیچیده به ساختارهای سه بعدی نیاز دارند که برای عملکرد آن‌ها مهم است. سلول‌های حیوانی ماشین آلات منحصر‌به‌فردی برای ساختن ساختارهای ویژه دارند. حیوانات/سلول‌های جانوری دستکاری شده ژنتیکی (تراریخته، GMO) ایجاد می‌شوند تا به‌عنوان  «بیوراکتور» برای تولید این داروها در مقیاس صنعتی عمل کنند. محصولات حیوانی مانند شیر، سفیده تخم مرغ، خون، ادرار و پیله کرم ابریشم برای تولید داروهای پیچیده‌ای استفاده شده است که با سنتز شیمیایی ساخته نمی‌شوند. اولین داروی تولید شده توسط حیوانات GMO، ضد ترومبین III از شیر بزهای تراریخته، از تشکیل لخته‌های خونی کوچک که می‌توانند شل شده و عروق دیگر را مسدود کنند، جلوگیری می‌کند. در سال 2009 توسط FDA تایید شد. با این حال، سلول های حیوانی و باکتری های ساده برای تولید داروهای پروتئینی خیلی زودتر از آن مورد استفاده قرار گرفته اند. به‌عنوان مثال، Activase® (r-tPA)، تولید‌شده توسط سلول‌های همستر چینی، توسط FDA برای درمان سکته مغزی از سال 2001 تأیید شد. اولین باکتری تولید شده توسط باکتری، Humulin (انسولین انسانی) از Eli Lilly توسط میلیون‌ها نفر استفاده شده است. میلیاردها دلار از سال 1982. امروزه بسیاری از داروهای سرطان مانند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال درمانی توسط کشت سلولی حیوانی پس از معرفی ژن‌های انسانی به این سلول ها تولید می‌شوند. تولید داروها از حیوانات GMO، سلول‌های GMO، باکتری‌های GMO برای نجات جان انسآن‌ها ادامه خواهد یافت.

علاوه‌بر‌این، گیاهان اصلاح‌شده ژنتیکی ممکن است روزی برای تولید واکسن‌های نوترکیب استفاده شوند. در واقع، مفهوم واکسن خوراکی بیان شده در گیاهان (میوه ها و سبزیجات) برای مصرف مستقیم توسط افراد به‌عنوان  یک راه حل احتمالی برای گسترش بیماری در کشورهای توسعه نیافته مورد بررسی قرار می گیرد، واکسن که هزینه‌های مربوط به انجام کارهای بزرگ را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. کمپین های واکسیناسیون در مقیاس در حال حاضر کار برای تولید واکسن‌های مشتق شده از گیاه در سیب زمینی و کاهو برای ویروس هپاتیت B (HBV)، اشرشیاکلی انتروتوکسیژن (ETEC) و ویروس نوروالک در حال انجام است. دانشمندان همچنین به دنبال تولید سایر پروتئین‌های با ارزش تجاری در گیاهان هستند، مانند پروتئین ابریشم عنکبوت و پلیمرهایی که در جراحی یا جایگزینی بافت استفاده می‌شوند. حیوانات اصلاح‌شده ژنتیکی حتی برای رشد بافت‌های پیوندی و اندام‌های پیوند انسان مورد استفاده قرار گرفته‌اند، مفهومی به نام پیوند خارجی. تنوع زیاد استفاده از GMOs مزایای ارزشمندی را برای انسان فراهم می‌کند، اما بسیاری از مردم در مورد خطرات احتمالی نیز نگران هستند.

نتیجه‌گیری

محصولات تراریخته بیش از 10 سال است که به‌صورت تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. تا به امروز، اکثر محصولات تراریخته به کار گرفته شده مقاوم در برابر HT و حشرات بوده‌اند. مطالعات تاثیر موجود نشان می‌دهد که این محصولات برای کشاورزان و مصرف‌کنندگان مفید هستند و منافع رفاهی کل زیادی را ایجاد می‌کنند. علاوه‌بر‌این، محصولات تراریخته مزایای زیست محیطی و سلامتی را به همراه دارند. محصولات تراریخته نیز ممکن است برای کشاورزان در مقیاس کوچک مناسب باشند، زیرا چنین فناوری‌های بذر در مقیاس خنثی هستند. شواهد تجربی نشان می‌دهد که محصولات Bt به‌طور خاص می‌توانند اثرات قابل‌توجهی در افزایش درآمد و کاهش فقر داشته باشند. کشاورزان در کشورهای در حال توسعه گاهی بیشتر از کشاورزان در کشورهای توسعه یافته سود می‌برند، که تا حدی نتیجه حمایت ضعیف‌تر از حقوق مالکیت معنوی و در نتیجه کاهش قیمت بذر است. با این حال، اثرات توزیع درآمد نیز به محیط نهادی گسترده‌تر، از جمله دسترسی کشاورزان به انواع بذر مناسب، اعتبار، اطلاعات و سایر بازارهای ورودی و خروجی بستگی دارد. حمایت عمومی و نهادی بیشتری برای تحقق منافع برای فقرا در مقیاس بزرگ‌تر مورد نیاز است.

استفاده از حیوانات دستکاری‌شده ژنتیکی در تحقیقات پزشکی نیز ضروری بوده است.

حیوانات تراریخته معمولا برای حامل ژن‌های انسانی یا جهش در ژن‌های خاص پرورش داده می‌شوند و به این ترتیب امکان بررسی رشد و عوامل ژنتیکی بیماری‌های مختلف را فراهم می‌کنند ….

سلول های حیوانات دارای ماشین آلات منحصر به فردی برای ساخت سازه‌های ویژه هستند.

حیوانات یا سلول‌های جانوری دستکاری شده ژنتیکی (تراریخته، GMO) ایجاد می‌شوند تا به‌عنوان  «بیوراکتور» برای تولید این داروها در مقیاس صنعتی عمل کنند.

امروزه بسیاری از داروهای سرطان مانند آنتی بادی های مونوکلونال درمانی توسط کشت سلولی حیوانی پس از وارد کردن ژن‌های انسانی به این سلول ها تولید می‌شود .

تولید دارو از حیوانات GMO، سلول های GMO، باکتری‌های GMO برای نجات جان انسان‌ها ادامه خواهد داشت.به علاوه ممکن است روزی از گیاهان اصلاح‌شده ژنتیکی برای تولید واکسن‌های نوترکیب استفاده شود.

دانشمندان همچنین به دنبال تولید سایر پروتئین‌های با ارزش تجاری در گیاهان مانند پروتئین ابریشم عنکبوت و پلیمرها هستند.

فن‌آوری‌های GM که در حال حاضر در خط تحقیقاتی هستند، شامل محصولاتی می‌شوند که نسبت به تنش‌های غیرزیستی متحمل هستند و محصولاتی که حاوی مقادیر بالاتری از مواد مغذی نسبت به محصولات سنتی هستند. مزایای چنین برنامه‌هایی می‌تواند بسیار بیشتر از مواردی باشد که قبلا مشاهده شده است. با توجه به کاهش منابع طبیعی و تقاضای فزاینده برای محصولات کشاورزی، محصولات تراریخته می‌توانند به امنیت غذایی و توسعه پایدار در سطح جهانی کمک شایانی کنند. فناوری‌های جدید برای افزایش تولید ضروری هستند.

علی‌رغم این پتانسیل‌ها، افکار عمومی در مورد محصولات تراریخته به ویژه در اروپا تقسیم شده است. نگرانی‌ها در مورد خطرات جدید و تلاش‌های لابی گروه‌های آنتی‌بیوتکنولوژیکی منجر به قوانین پیچیده و پرهزینه ایمنی زیستی، ایمنی مواد غذایی و برچسب‌گذاری شده است که نرخ نوآوری را کاهش می‌دهد و منجر به سوگیری علیه کشورهای کوچک، محصولات جزئی، شرکت‌های کوچک و سازمآن‌های تحقیقاتی عمومی می‌شود. نظارت بیش‌از‌حد به یک تهدید واقعی برای توسعه و استفاده بیشتر از محصولات تراریخته تبدیل شده است. هزينه‌هاي مقررات بر حسب منافع از دست رفته ممكن است زياد باشد، به ويژه براي كشورهاي در حال توسعه. این بدان معنا نیست که مقررات صفر مطلوب خواهد بود، اما مبادلات مرتبط با مقررات باید در نظر گرفته شود. در عرصه عمومی، به نظر می‌رسد خطرات محصولات تراریخته بیش از حد ارزیابی می‌شود ، در‌حالی‌که مزایای آن دست کم گرفته می‌شود .

تحقیقات اقتصاد نقش مهمی در یافتن راه هایی برای به حداکثر رساندن منافع اجتماعی خالص دارد. برای تعیین کمیت اثرات غیرمستقیم احتمالی محصولات تراریخته، از جمله پیامدهای اجتماعی-اقتصادی و همچنین اثرات زیست محیطی و بهداشتی، به کار بیشتری نیاز است. علاوه‌بر‌این، اقتصاددانان باید در طراحی مقررات کارآمد و سیستم‌های نوآوری با توجه به شرایط تغییر چارچوب مشارکت کنند. اگرچه حرکت تدریجی از تحقیقات بهبود محصولات دولتی به خصوصی نشانه مثبتی از عملکرد بهتر بازارها است، به نظر می‌رسد برخی عوامل نهادی در افزایش تمرکز صنعت نقش دارند. این می‌تواند منجر به پیامدهای نامطلوب از نظر توسعه فناوری و دسترسی شود. چنین موضوعاتی نیاز به تحلیل بیشتری دارد.

تهیه شده در آکادمی تکتا توسط علیرضا اکبری