Luonto ja ympäristö
Mitä on biodiversiteetti?
Luonnon monimuotoisuus, biodiversiteetti, muodostuu eliölajeista ja niiden elinympäristöistä, eri lajien ja populaatioiden muodostamista eliöyhteisöistä sekä eliöiden sisältämistä perintötekijöistä. Perinnöllinen monimuotoisuus muodostaa perustan yksilöiden ja lajien välisille eroille ja mahdollistaa muun muassa lajien sopeutumisen ympäristön muuttuviin olosuhteisiin.
Miten biodiversiteettiä suojellaan?
Perinnöllisen monimuotoisuuden suojelu liittyy suoraan eliölajien ja eliöyhteisöjen suojeluun. Elinympäristöjä hävittämällä menetetään samalla niissä eläviin populaatioihin sisältyviä perintötekijöitä. Pahimmillaan elinympäristöjen hävittäminen johtaa lajien sukupuuttoon ja näissä lajeissa olevan perintöaineksen lopulliseen katoamiseen maapallolta.
Hyötyykö biodiversiteetti biotekniikasta?
Bio- ja geenitekniikkaa hyödynnetään muun muassa lajiston tunnistamisessa, taksonomiassa ja geneettisen monimuotoisuuden tutkimisessa. Tietämyksen lisääntyessä myös mahdollisuudet perinnöllisen monimuotoisuuden suojeluun paranevat. Luonnossa elävien lajien lisäksi myös kotieläinlajien ja viljakasvien perinnöllinen monimuotoisuus pyritään turvaamaan perustamalla geenipankkeja ja kasvattamalla alkuperäisrotuja ja maatiaiskasvilajikkeita. Suomen maataloudelle ja kulttuuriperinnölle tärkeät geenivarat ovat vuosituhansien kuluessa sopeutuneet paikalliseen ilmastoon, maaperään ja maisemaan, mikä tekee niistä ainutlaatuisia. Geenivarojen kestävällä käytöllä ja suojelulla turvataan monimuotoisuuden saatavuus viljelijöiden, jalostuksen ja tutkimuksen tarpeisiin sekä tulevien sukupolvien käyttöön.
On syytä muistuttaa, että bioteknologiassa hyödynnetään eliöiden luonnollisten elintoimintojen, solujen, solujen osien tai solussa esiintyvien molekyylien toimintoja, jotka on opittu tuntemaan kemian, biokemian ja perinnöllisyystieteen alojen tutkimustyön kautta. Geeniteknologia puolestaan on se modernin bioteknologian osa-alue, jossa menetelmänä on perintöaineksen muokkaaminen ja/tai siirtäminen - tällöin soluun viety vieras DNA kiinnittyy osaksi eliön perimää. Geeniteknologian avulla tuotettu geenitieto voidaan toki hyödyntää sovelluksissa (mm. geenimuunneltujen kasvien tuottamisessa), mutta pääasiassa geeniteknologian tuotteita käytetään perustutkimuksessa, mm. tutkittaessa tietyn geenituotteen merkitystä kasville. Bioteknologian menetelmiä sinänsä hyödynnetään enenevässä määrin perinteisessäkin kasvinjalostuksessa.
Vähentävätkö GMO-kasvit biodiversiteettiä?
Geenitekniikan avulla on kehitetty lajikkeita, jotka kestävät tiettyjä valikoimattomia torjunta-aineita. Joidenkin viljelykasvien kohdalla, esimerkiksi rehu- ja sokerijuurikas, torjunta-ainekestävyys vähentää ympäristölle aiheutuvaa torjunta-aineiden kokonaiskuormitusta. Kuitenkin vaikutukset luonnon monimuotoisuuteen saattavat olla haitallisia. Britanniassa tehtiin laaja nelivuotinen tutkimus (2000-2003), jossa selvitettiin torjunta-ainekestävien maissin, kevät- ja syysrapsin sekä sokerijuurikkaan vaikutuksia luonnon monimuotoisuuteen. Tutkimus osoitti, että molempien rapsilajikkeiden ja sokerijuurikkaan viljely vähensi maatalousympäristön monimuotoisuutta ja väheneminen johtui muuttuneesta torjunta-ainekäytöstä. Molempien lajikkeiden viljelyalueilla eräät hyönteiset, erityisesti perhoset ja mesipistiäiset, vähenivät. Mahdollisia vaikutuksia biodiversiteettiin voidaan vähentää pienentämällä ruiskutusten määrää ja tehostamalla viljelykiertoa.
Geenitekniikan avulla on myös kehitetty hyönteiskestäviä, niin kutsuttuja Bt-lajikkeita. Bt-lajikkeiden viljelyn on havaittu aiheuttavan määrällisiä muutoksia perhosissa, pistiäisissä, kovakuoriaisissa, luteissa ja hämähäkeissä. Myös maaperäeliöryhmissä on osoitettu määrällisiä muutoksia. Tämänhetkisen arvion mukaan määrälliset muutokset eivät osoita selkeitä trendejä, vaan ne saattavat vaihdella tutkimuskohteen mukaan, joten Bt-toksiineja ei tämänhetkisen tiedon mukaan pidetä haitallisina muille kuin kohdeorganismeina oleville spesifeille tuhohyönteisille ja niiden loisille.
Ympäristöbiotekniikka hyödyntää monimuotoisuutta
Kasveja ja mikrobeja hyödynnetään myös pilaantuneen ympäristön puhdistukseen. Silloin pyritään luomaan hajottajamikrobien toiminalle suotuisia olosuhteita kasvattamalla esim. hernekasveja saastuneessa maaerässä. Monimuotoisuutta voidaan lisätä laajentamalla kasvivalikoimaa. Menetelmä parantaa maaperän laatua ja sitoo maan, jollin eroosio vähenee. Menetelmä sopii maisemointiin. Se on halpa mutta hidas vaihtoehtona maamassojen kuljetukselle ja käsittelylle muualla kovemman teknologian avulla. Muuntogeenisiä organismeja ei ole otettu käyttöön, vaan hyödynnetään luontaisten mikrobien monimuotoisuutta biopuhdistuksessa.
EU:ssa muuntogeenisten organismien markkinoille hyväksymismenettelystä on säädetty lailla ja asetuksilla. Kaikista muuntogeenisillä organismeilla tehtävistä laboratoriokokeista, kenttäkokeista ja tuotteista tehdään riskinarviointi . Muuntogeeniset organismit eivät saa aiheuttaa haittaa ihmisen terveydelle eikä ympäristölle.
Ympäristönsuojelun ja ympäristön laadun parantamisen alalla bioteknologia tarjoaa uusia mahdollisuuksia erityisesti ilman, maaperän ja veden suojeluun sekä jätehuoltoon. Biotekniikan avulla teollisuuteen on kehitetty aiempaa ympäristöystävällisempiä tuotantotapoja ja vähennetty ympäristölle haitallisia kemikaaleja runsaasti käyttäviä prosesseja. Myös teollisuuden raaka-aineet ovat osittain vaihtuneet. Uusiutuvista raaka-aineista kehitetään täysin uusia tuotteita korvaamaan öljyperäisiä tuotteita.
Bioteknologia tutkimusvälineenä
Bioteknologian avulla alamme ymmärtää kasvien toimintaa molekyylitasolla, ja siten se avaa uusia mahdollisuuksia myös ilmastonmuutoksen ehkäisyyn ja hillintään kasvien avulla. Kaikki kasvit sitovat ilmakehästä hiiltä yhteyttäessään, ja siten se ovat avainasemassa ilmastonmuutoksen torjunnassa. Kasvien terveyttä, elinvoimaisuutta ja sopeutumiskykyä eri alueille ja muuttuviin olosuhteisiin voidaan parantaa kestävyysjalostuksen avulla. Bioteknologian avulla voidaan jalostaa haluttuja ominaisuuksia, kuten kuivuuden, suolaisuuden, kylmyyden kuumuuden, tuhohyönteisten tai tautien kestävyyttä entistä tarkemmin ja nopeammin. Geeni- ja molekyylitason tutkimus on tällä hetkellä erityisen runsasta stresseihin liittyvien säätelymolekyylien, viestinvälittäjien ja puolustusmekanismien selvittämiseksi.
Mikro-oganismien monimuotoisuudesta on geenitekniikan menetelmien avulla saatu runsaasti uutta tietoa aivan maapallon elämän alkuvaiheista luonnossa vielä kätkettyjen organismien olemassaoloon. Luonnon mikrobien kartoitus perustuu laboratoriossa eristettyjen mikrobien koko genomien emäsjärjestyksen kartoitukseen sekä ns metagenomiikkaan, eli eri biotoopeista eristetyn perintöaineksen kartoitukseen. Uusien menetelmien avulla saadaan hyödyllistä tietoa luonnon prosesseista kuten esim. aineiden kierroista, mitä taas on ilmastonmuutoksen hallinnan kannalta olennaista.