Bu yazı, Orman ve Av Dergisinin 2011 yılı 5. sayısında yayımlanmıştır; kaynak gösterilerek yararlanılabilir.
Genetik mühendisliği, bir canlıya aynı ya da bir başka tür canlıdan alınan ya da yapay olarak üretilmiş kalıtsal malzemenin eklenmesi veya canlının bazı kalıtsal özelliklerinin etkisizleştirilmesiyle uğraşan ve son zamanlarda gerek bilim gerekse magazin dünyasında sıkça sözü edilen bir uğraştır.
Bu alanda yapılan ilk önemli çalışma 1973 yılında bir bakteri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Benzeri bir çalışma hemen ertesi yıl, bir memeli hayvan olan farede uygulanmıştır. İnsülin üreten bakteri 1982 yılında ticarileşmiş, genetiği değiştirilmiş yiyecekler 1994 yılından bu yana dünyada çeşitli ülkelerde satılmaya başlanmıştır¹.
Genetik mühendisliğinin uygulamalarından biri, başka bir canlıdan yalıtılan ve çoğaltılan genetik materyalin, başka bir canlıya aktarılması biçimindedir. Bu aktarım vektör (*) kullanılarak dolaylı olarak yapılabildiği gibi, mikro enkapsülasyon ve gen tabancası yöntemleri kullanılarak doğrudan da yapılabilmektedir. Aktarılan gen başka bir canlı türünden alınıyorsa - genel olarak - “transgen”, aynı canlı türünden alınıyorsa “cisgen” olarak adlandırılmaktadır. Aktarılan genin durumuna göre yeni oluşan canlıya da “transgenik” ya da “cisgenik” denmektedir². Başlıca kullanım alanları tarım, tıp, eczacılık olan genetik mühendisliği tekniklerinin uygulama alanları gün geçtikçe çok daha çeşitlenmekte ve yaygınlaşmaktadır.
Orman ağaçları üzerindeki ilk genetik mühendisliği uygulaması 1987 yılında gerçekleştirilmiştir³. Genel olarak açık tohumlu ağaçlarda (Gymnospermae) genetik mühendisliği uygulamasının kapalı tohumlulara (Angiospermae) göre daha zor olduğu belirtilmektedir¹⁶. Kavak ve okaliptüs ağaçlarına gen aktarımı için Agrobacterium tumafaciens (bkz. Vektör)⁷, Pinus radiata türünde ise gen tabancası yöntemi kullanıldığı belirtilmektedir⁸.
Dünya nüfusu arttıkça orman alanlarına ve ürünlerine yönelik farklı talepler de giderek artmaktadır. Dolayısıyla odun üretimi için giderek daralan alanlardan giderek artan talebi karşılayacak biçimde üretimin arttırılması gerekmektedir. Bu bağlamda farklı bitki besleme, toprak işleme ve silvikültürel işlemlerin yanı sıra üretim sığası yüksek fidanların kullanılması ormancılığı, ileri ülkelerdeki ağaçlandırma çalışmalarının en önemli bileşenlerinden biri haline getirmiştir.
Geleneksel yöntemlerle ıslah edilmiş ağaçlar da GD (Genetiği Değiştirilmiş) kapsamında değerlendirilirse, GD ağaçların tarihinin, Avrupa Kıtasında insanoğlunun bilimsel ormancılık çalışmalarını başlattığı 18. Yüzyıl ortalarına kadar gittiğini söylemek yanlış olmaz. Amaç o günden bu güne çok da değişmemiştir: istenilen nitelikte, daha çok ve daha hızlı tomruk üretimi. O zamanlar, geleneksel yöntemlerle istenen niteliklere sahip bireyler belirleniyor, bu bireylerden tohum elde edilerek istenilen niteliklerin gelecek nesillere aktarılması sağlanmaya çalışılıyordu. 18. yy’dan bu yana tohum ıslah çalışmaları pek çok yeni bilimsel boyut kazanmış olsa da temelde halen benzer mantığa dayanmaktadır.
Geleneksel ıslah çalışmalarına göre çok daha hızlı olacağı düşünülen genetik mühendisliği uygulamaları, çeşitli ülkelerde ormancılık alanında da uygulanmaya çalışılmakta ve bu konuda araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar, GD gıdalarda olduğu gibi pek çok tartışmayı da beraberinde getirmektedir. Orman ağaçlarının yaşam döngüsü uzun yıllar sürmektedir ve bu nedenle, orman ağaçlarında yapılacak genetik mühendisliği uygulamaları bir ya da iki yıllık otsu bitkilere göre ekosistemler açısından çok daha büyük çaplı bilinmeyenler ve tehlikeler barındırmaktadır.
1988 yılında Belçika’ da ilk GD kavaklar dikildikten sonra yüzlerce alan denemeleri yapılmıştır. 1993 yılında Japon araba üreticisi Toyota, daha çok karbon tutan GDA (Genetiği Değiştirilmiş Ağaç) denemeleri yapmış ve artan su tüketimine rağmen ağaçların karbon tutma sığasını artırabilmiştir³. 1989 yılında Çin, karakavağa (Populus nigra) gen aktarımı çalışmalarına başlamış, 1994 yılında deneme dikimlerini yapmıştır. 1998 yılında karakavağın Çin’in çeşitli idari bölümlerinde dikimine izin verilmiştir¹⁵. 2002 yılında Çin Orman İdaresi, GD kavak ağaçlarının ticarileştirilmesine onay vermiş ve Çin’ de bir milyondan daha fazla sayıda, böceklere dirençli GD kavak dikilmiştir³. 2007 yılında, Oregon State Üniversitesi’nden ormancılık araştırıcıları, hardal ailesinden bir bitki olan Arabidopsis sp.’ ten aldıkları genleri kullanarak, kavak ağaçlarının boylarını kontrol etmeyi başardılar¹⁸.
Aşağıdaki görselde 2004 yılı itibarıyla dünyadaki ülkelerin GDA konusundaki çalışmalarının düzeyleri gösterilmektedir. Açık yeşil renk, o ülkelerde GDA çalışmalarının alan denemesi düzeyinde olduğunu, koyu yeşil renk GDA’nın o ülkede ticarileştiğini göstermektedir. Turuncu ile laboratuar düzeyinde çalışmalar yapılan, gri ile hiçbir çalışma yapılmayan ülkeler gösterilmiştir.
Odunun üç temel bileşeninden olan lignin (diğerleri selüloz ve hemiselüloz), bitkiye yapısal destek, sağlamlık ve sertlik sağlamasının yanı sıra parçalanması zor molekül yapısı nedeniyle mantar, böcek ve virüs gibi zararlılara karşı direnç sağlayan bir maddedir¹¹.
Kâğıt hamuru üretiminde daha az kimyasal kullanarak, kâğıt üretim maliyetlerini azaltabilmek üzere, lignini daha az içeren GDA’ların üretilme yolları araştırılmaktadır. Odundaki lignin oranının % 1 azaltılması kâğıt hamuru üretiminde % 1 – 1,5 artış ve küresel kâğıt sanayisine milyarlarca dolarlık tasarruf sağlamaktadır⁶. Lignin miktarı olağandan % 20 daha az, selüloz oranı ise daha yüksek odun oluşturan ağaçlar üretilebilmiştir ancak bu ortaya başka bir sorun çıkarmıştır. Lignini azaltılmış ağaçlar, fırtınalara ve virüs saldırılarına karşı daha dirençsiz olmuşlardır³. Öte yandan güneydoğu ABD’ de doğal olarak bulunan Pinus taeda’nın doğal olarak ortaya çıkan bir mutantı olan 7-56 klonu, daha iyi büyüme ve düşük lignin içeriğiyle daha iyi kağıt hamuru verebilmesi niteliğinden ötürü büyük ölçekte üretilmekte ve hiçbir olumsuz etkinin ortaya çıkmadığı belirtilmektedir. Bu klon, aynı fenotipin hem geleneksel yöntemlerle hem de genetik mühendislik uygulamalarıyla sağlanabileceğine örnek olarak gösterilebilir⁶.
Bacillus thuringiensis adlı bir bakteriden alınan gen orman ağaçlarına aktarılarak, ağaçların kendi böcek öldürücü kimyasallarını kendilerinin üretmeleri sağlanmıştır. Bu biçimde üretilmiş GD kavaklardan beslenen böceklerin ölmesi ve kısa vadede başarı görülmesi üzerine aynı GD kavak türü, Çin’ de yaygın olarak üretilmiştir. Başlangıçta böcek öldürücü ilaç kullanımında önemli tasarruf sağlanmasına karşın altı – yedi yıl sonra bu bitkide konaklayan koza kurdunun GD ağaçlardaki böcek öldürücü etkiye direnç kazandığı belirtilmektedir³.
Bitki öldürücü ilaçlara dirençli GDA’lar üretilerek fidanlıklarda ve ağaçlandırma alanlarında etkili ve kolay yabani ot mücadelesi yapılabilmesi amaçlanmaktadır. Topraktaki kimyasal kirliliklerin temizlenmesi amaçlanarak da GDA üretimi çalışmaları yapılmaktadır³.
Transgen kaçışı olarak adlandırılan, GD canlıdaki aktarılmış gen ya da genlerin, yabani türdeşlerine doğal yollardan aktarılması, genetik kirlilik ve önü alınamayacak bir sürecin başlangıcını oluşturabilir.
Taksonomik uzaklık arttıkça canlılar arasındaki gen aktarımının (transgen kaçışı) olasılığının azaldığı belirtilmektedir⁶ ancak ağaçlar söz konusu olduğunda belki de bu konuya biraz daha dikkatli yaklaşmak gerekir.
Genel olarak ağaçlar ve elbette GDA’lar da çok uzak mesafelerdeki doğal türdeşleriyle gen alışverişi yapabilmektedirler. Denetlenemeyecek kadar uzun mesafeli çiçek tozu (bir çam türünde 600 km mesafeye ulaştığı tespit edilmiştir) ve tohum hareketinden kaynaklanabilecek olan genetik kirliliğin önüne geçebilmek için çiçek açmayan ve dolayısıyla çiçek tozu ve tohum üretmeyen orman ağaçları üretilmesi, bir çözüm yolu olarak ileri sürülmektedir. Hektarlarca alanı kaplayacak çiçeksiz ve tohumsuz bir “monokültür” ormanın oluşturacağı ekosistemdeki eksikliğe ise çözüm sunulamamaktadır. Bunun yanı sıra yüzlerce yıl yaşamını sürdürebilecek olan ve çiçeksiz olarak üretilen ağaçların, yaşamlarının bir döneminde çiçeklenip çiçeklenmeyeceği de kesin olarak bilinemez ve denetlenmesi çok güçtür.³Transgenlerin genellikle kararlı bir yapıda olduğu belirtilmekle⁶ birlikte bu kararlı yapının, söz gelimi sıcaklık etkisiyle değişebileceği de gösterilmiştir¹⁰.
Gen kaçışı konusuna tamamen farklı bir noktadan baktığımızda sorunun biçiminin ve algılanışının çok farklılaştığını görebiliriz. Genetik mühendislik çalışmaları ve bu alandaki araştırma geliştirme (Ar-Ge) etkinliklerinin oldukça büyük maliyetleri bulunmaktadır. En azından bu nedenle, GDA üretimi yapan -olasılıkla uluslar arası- bir şirketin, bu ürününü korumak isteyeceği ve patentini alacağı kuşkusuzdur. Bu ürün piyasa koşullarında pazarlandıktan sonra herhangi bir çiftçi ya da orman işletmesi ürünü satın alıp arazisine dikebilir. Böylesi bir durumda, komşunuzun arazisinde yetişen GDA’daki özellikli gen, sizin tarlanızdaki ağacın tohumlarına ve dolayısıyla o ağacın ikinci nesline aktarılabilir. Bu durumda, sizin ağacınızın “çocukları” patenti alınmış bir gen taşımaktadır ve siz bu genlere bedelini ödemeden sahip olmaktasınız. Böylesi bir durumun ne gibi hukuki sonuçları olabilir? Biraz daha farklı bir açıdan bakalım; ya da siz, isteğiniz dışında gerçekleşen bu gen alışverişini bir genetik kirlenme olarak algılıyor ve komşunuza dava açmak istiyorsunuz…
Rekabet yeteneği artırılmış büyük alanlarda üretimi yapılan GDA’ların, istilacı tür olarak etkileri de görülebilir - belki de görülüyor - . Günümüzde GDA’lardan oluşmuş ormanların dünya üzerindeki yayılışlarının oldukça sınırlı olduğu göz önünde tutularak, egzotik türlerin doğal türler üzerinde yarattığı baskı değerlendirildiğinde, GDA’ların taşıdığı olası tehdidin boyutu belki de bir ölçüde tahmin edilebilir.
ABD’de, nesli tükenmekte olan veya tehdit altındaki türler listesindeki türlerin % 42’ sinin, yabancı türlerin tehdidi altında olduğu ve bunun da ABD ekonomisine (1999 rakamlarıyla) yılda 138 milyar dolarlık yük getirdiği belirtilmektedir⁹. Yabancı türlerin, yabancı asalak türleri, yabancı asalak türlerinin de başka yabancı avcı ya da asalakları getirebileceği düşünüldüğünde ekosisteme yeni giren türlerin etkilerinin nerelere varabileceğini kestirmek oldukça güç görünmektedir.
Ormancılıktaki genetik mühendisliği uygulamaları da aslında, günümüz ormancısının üretime yönelik silvikültür, orman zararlılarıyla mücadele, ıslah gibi yöntemlerle ulaşmaya çalıştığı nitelikleri amaçlamaktadır. Daha uzun boylu, daha düzgün ve dolgun gövdeli, bitki öldürücü ilaçlara, virüslere, bakterilere, mantarlara, zararlı böceklere dirençli, daha hızlı büyüyen, daha az lignin, daha çok selüloz içeren, kuraklığa, donlara, yangınlara daha dirençli, daha az besin maddesine gereksinim duyan, değişik çevre koşullarına daha kolay uyum sağlayan, kimyasal kirliliğe, tuza dirençli, … biçiminde uzatılabilir bu sıralama.
Çıkış noktası ekolojik de olsa ekonomik de olsa GDA’lar üretmek hiç bilinmeyen bir okyanusa açılmak gibi, birkaç yıl sonra önümüze ne çıkacağını kestirmek çok güç. Böcek öldüren bir orman, böceklerle beslenen diğer canlılar ya da çevrede bulunan tarımsal etkinlikleri nasıl etkiler? Bitki öldürücülere dirençli bir ağaçlandırma alanında tek bir ot bile yetişmemesinin ekosistemde ne gibi etkileri olabilir? Ot mücadelesini kolayca yapabilmek ot öldürücü ilaç kullanımı arttığında bunun toprak ve yeraltı sularına ne gibi etkileri olabilir? GDA’ların, doğal yetişmiş orman ağaçlarıyla gen alışverişi yapması önü alınamayacak bir sürecin başlangıcı mı olur? Ya da hiç çiçek ve tohum üretmeyen bir ormanın çiçekler ve tohumlarla beslenen canlılar açısından ne gibi etkileri olabilir?
Konunun, devletler düzeyindeki uluslar arası süreçlerden IPCC (Hükümetler arası İklim Değişikliği Paneli), UNFCCC (Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi), CBD (Birleşmiş Milletler Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi)’ne yansıması şöyledir.
Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesinin 2003 yılı Aralık ayında gerçekleştirdiği COP – 9 toplantısında GD ağaçlarıyla yapılan ağaçlandırma projelerinin tanındığı belirtilmiştir¹³.
Birleşmiş Milletler Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi, 31 Mart 2006 tarihli Brezilya’daki COP – 8 toplantısında, GD ağaçları küresel biyolojik çeşitlilik ve insan toplumları açısından birçok belirsizlikler taşıması nedeniyle bütün ülkelere bu konuya ihtiyatla yaklaşmak konusunda öneride bulunmuştur¹⁴.
GDA’ların, Kyoto Protokolüne (IPCC, 2007), Temiz Kalkınma Mekanizması altında karbon kredisi (**) üreten araçlar olarak dâhil edildikleri belirtilmektedir¹².
Avrupa Birliği mevzuatında ormanlar ve ağaçlar özelinde herhangi bir düzenleme görülmemekle birlikte,2001/18/EC numaralı direktif “directive” pazara GDO sunumu ve bunların izlenmesini,1946/2003 numaralı düzenleme “regulation” ise GDO’ların sınır ötesi üçüncü ülkelere hareketi ve oluşturacakları -olası- tehdidi önlemeye yönelik bilgi değişimini düzenlemektedir¹⁷.
GD ormanlar konusunun, orman ürünleri pazarında giderek daha fazla sözü edilen ve önemini artıracağı öngörülen, ormanların sertifikalandırılması bakımından da irdelenmesi durumunda şu soru akla geliyor: GD ormanlar sertifikalandırılmalı mı yoksa sertifikalandırılmamalı mıdır?
Sertifikalandırma iki temel bileşen içermektedir:
1) Orman idaresinin (amenajman) sertifikalandırılması,
2) Orman ürününün sertifikalandırılması.
Orman idaresinin sertifikalandırılması, orman idaresinin çağdaş sürdürülebilirlik ölçütlerine göre değerlendirilmesine dayalıdır. Ürün sertifikalandırması ise ürünün (tomruk, kereste, vd) sertifikalı kaynağından müşteriye ulaşmasına kadarki sürecin güvenceye alınmasını, başka bir deyişle, söz konusu ürünün sertifikalı bir ormandan geldiğinin güvencesini sağlıyor.GD ormanların (orman amenajmanının) sertifikalandırılması açısından sertifikalandırma kuruluşları ikiye ayrılmışlar; GD ormanların sertifikalandırılmasına karşı olanlar ve bu konuya ılımlı yaklaşanlar. GD yanlıları ve karşıtları arasında biyoteknolojinin algılanması düzleminde doğala ve yapaya ilişkin felsefi tartışmalar süregelmektedir⁶.
Temelde, sürdürülebilir orman yönetiminin desteklenmesi ve yaygınlaştırılması için ortaya konmuş bir pazarlama çalışması olarak özetlenebilecek sertifikalandırma açısından soru, “GD ormanlar sürdürülebilir mi, değil mi?” dir. Bu soru da bizi, yeniden başta yaptığımız tartışmaya götürmektedir.
(*) Vektör: Bir canlıya gen aktarımı için kullanılan DNA parçasıdır.
(**) Karbon kredisi: Bir ton karbondioksit ya da bir ton karbondioksite eşdeğer miktarda bir başka sera gazını yayabilme hakkını alıp satmak için türetilmiş bir terim/birimdir.
KAYNAKLAR
- http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_engineering (ErişimTarihi: 21.10.2011)
- ÖZYALÇIN, K., (2011) Ormancılıkta “Cisgenic” Uygulaması,Orman ve Av (2011-Sayı 3).
- LANG, C., (2004)Genetically Modified Trees, The Ultimate Threat to Forests, I. Rosgal S. A. – Dec 218/996
- HARRY D. E. and STRAUSS S. H. (2010). Biotechnology and Genetic Engineering in Forest Trees University of California, Agricultural Biotechnology information web site (ErişimTarihi: 21.10.2011)
- SALWASSER, H. (2004) Future forests: environmental and social contexts for forest biotechnologies. S.H. Strauss and H.D. Bradshaw (eds) The Bioengineered Forest: Challenges for Science and Society. Resources for the Future, Washington, D.C., 256 pp.
- COVENTRY, P. (2001) Forest Certification and Genetically Engineered Trees: Will the two ever be compatible?, Oxford Forestry Institute Occasional Papers No. 53
- GRIFFIN, R. (1996) Genetically modified trees – the plantations of the future or an expensive distraction? Commonwealth Forestry Review 75: 169-175.
- SEDEROFF, R.R & STOMP, A.M.(1993) DNA transfer in conifers. In: Ahuja, M.R. & Libby, M.J. (eds.) Clonal Forestry 1. Springer-Verlag Berlin, pp. 241-254. [Aktaran: COVENTRY, P. (2001) Forest Certification and Genetically Engineered Trees: Will the two ever be compatible?, Oxford Forestry Institute Occasional Papers No. 53]
- PIMENTEL, D., LACH, L., ZUNIGA, R., & MORRISON, D. (1999). Environmental and economic costs associated with non-indigenous species in the United States. Cornell University, College of Agriculture and Life Sciences. [Aktaran: COVENTRY, P. (2001) Forest Certification and Genetically Engineered Trees: Will the two ever be compatible?, Oxford Forestry Institute Occasional Papers No. 53]
- WALTER, C., BROER, I., HILLEMANN, D. & PUHLER, A. (1992) High frequency heat treatment-induced inactivation of the phosphinothricin resistance gene in transgenic single cell-suspension cultures of Medicago sativa. Molecular and General Genetics. 235: 189-196. [Aktaran: COVENTRY, P. (2001) Forest Certification and Genetically Engineered Trees: Will the two ever be compatible?, Oxford Forestry Institute Occasional Papers No. 53]
- FENGEL, D. & WEGENER, G. (1984) Wood Chemistry, Ultrastructure, Reactions, Berlin – New York : Walter de Gruyter
- BURCHER, S. (2005) No to GM Trees, Synthesis/Regeneration A Magazine of Green Social Thought Sayı:36 (Winter)
- http://unfccc.int/resource/docs/cop9/06a02.pdf (ErişimTarihi: 21.10.2011)
- http://www.cbd.int/doc/decisions/COP-08/cop-08-dec-19-en.pdf
(ErişimTarihi: 21.10.2011) - XİAO-HUA, S., BİNG-YU, Z., QİN-JUN, H., LİE-JİAN, H., & XİANG-HUA, Z.,(2003) Advances in Tree Genetic Engineering in China, XIII. World Forestry Congress
- CHAREST P. J., Genetic Engineering of Tree Species: The Canadian Experience, Petawawa National Forestry Institute, http://www.isb.vt.edu/brarg/brasym95/charest95.htm (ErişimTarihi: 21.10.2011)
- http://europa.eu/legislation_summaries/environment/nature_and_biodiversity/index_en.htm (ErişimTarihi: 21.10.2011)
- Oregon State University (2007, June 18). Six Inch Tall Tree: Genetic Modification Used To Control Height Of Trees. ScienceDaily.
Yorumlar