Jeżeli do 2050 roku cała populacja nie przejdzie na dietę zbliżoną do wegetariańskiej, czeka nas katastrofalny kryzys zasobów wody i żywności ? ostrzegają naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Wody w Sztokholmie. Czy odpowiedzią na ten problem może być produkcja mięsa in vitro?
Autorka: Urszula Rzeszutek
Według Organizacji Narodów Zjednoczonych do Spraw Wyżywienia i Rolnictwa, 70 proc. obszaru ziemi uprawnej na świecie jest obecnie wykorzystywane do produkcji paszy dla zwierząt gospodarskich. Spożycie produktów pochodzenia zwierzęcego rośnie w zatrważającym tempie na całym świecie. Społeczeństwa odżywiające się do niedawna dietą wegetariańską lub prawie wegetariańską (np. mieszkańcy Indii i innych krajów azjatyckich) przejmują zachodnie nawyki żywieniowe. Według Światowego Funduszu do Badań nad Rakiem (World Cancer Research Fund) już w latach 1960-1990 konsumpcja mięsa w krajach rozwijających się wzrosła o 150 proc., a mleka i nabiału o 60 proc. Można sobie wyobrazić, że wraz z wejściem amerykańskich koncernów spożywczych na rynek azjatycki, liczby te wzrosły kilkakrotnie.
Zatarcie różnic w zachorowalności na choroby cywilizacyjne pomiędzy krajami rozwiniętymi a rozwijającymi się nie jest jedynym skutkiem takich tendencji. Naukowcy zwracający uwagę na ekologiczne konsekwencje hodowli zwierząt w celach konsumpcyjnych byli kiedyś traktowani z przymrużeniem oka, niemal na równi z radykalnymi aktywistami na rzecz zwierząt. Dziś widmo kryzysu żywnościowego jest tak bliskie, a jego przyczyny tak jasne, że działania na poziomie globalnym wydają się niezbędne.
Wyprodukowanie 15 g białka zwierzęcego wymaga dostarczenia 100 g białka roślinnego, więc jest to proces bardzo mało wydajny. Jeżeli spożycie mięsa podwoi się do 2050 roku (jak prognozuje WHO), a sposoby jego produkcji nie zostaną zmienione, podwoi się również jego wpływ na środowisko. Wtedy nie będziemy po prostu w stanie wykarmić wszystkich ludzi. Podatek od mięsa, modyfikacje genetyczne roślin uprawnych i zwierząt gospodarskich, bezmięsne poniedziałki, promocja diety wegańskiej ? to pomysły na rozwiązanie tego globalnego problemu. Ostatnio coraz częściej słyszy się również o laboratoryjnej hodowli mięsa, czyli produkcji mięsa in vitro.
Stek Frankensteina
Laboratoryjna produkcja mięsa nie jest nową ideą. Już w 1932 roku Winston Churchill powiedział:
– Za 50 lat będziemy mogli uniknąć absurdalnej hodowli żywych kurczaków. Aby zjeść skrzydełko czy pierś, będziemy hodować je oddzielnie na specjalnej pożywce.
Za życia Churchilla samo to stwierdzenie mogło wydawać się absurdalne, ale dziś wiemy, że polityk pomylił się jedynie o kilkadziesiąt lat. Badania nad hodowlą tkanki mięśniowej in vitro w celach konsumpcyjnych są bardzo zaawansowane i pojawienie się na rynku steków niepochodzących z ubojni to tylko kwestia czasu.
Od czego się zaczęło? Pierwszym poważnym przedsięwzięciem w tej dziedzinie były próby hodowli tkankowej mięsa dla astronautów prowadzone przez naukowców z NASA. W 2000 roku grupie badaczy pod przewodnictwem prof. Benjaminsona udało się wyhodować mięso rybie. Fragmenty tkanki mięśniowej karasia złocistego zostały rozdrobnione, odwirowane, odpowiednio uformowane i umieszczone w pożywce. Po tygodniu mięso wyglądem przypominało świeży filet rybny. Zostało zamarynowane w oliwie i czosnku, usmażone i zaprezentowane radzie naukowej. Żaden z badaczy nie odważył się spróbować dania z uwagi na jego eksperymentalny charakter, jednak wszyscy byli pod wrażeniem, że wyhodowana tkanka zareagowała na obróbkę kulinarną podobnie jak naturalny filet z ryby.
Badania nad produkcją mięsa in vitro na dużą skalę są prowadzone przez wiele uniwersytetów na całym świecie. Jednym z czołowych naukowców zajmujących się tym tematem jest profesor Mark Post z holenderskiego Uniwersytetu w Maastricht. Już trzy lata temu odwiedził Warszawę, gdzie w Centrum Nauki Kopernik opowiadał o tajnikach hodowli tkankowej mięsa, jej dobroczynnych skutkach dla środowiska, ale także ograniczeniach, z jakimi muszą się zmierzyć bioinżynierowie.
Siłownia w laboratorium
Na czym więc polega taka hodowla? Komórki macierzyste u zwierząt fizjologicznie są odpowiedzialne za naprawę ubytków powstałych na skutek urazów. Okazuje się, że mogą one również namnażać się w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Bioinżynierowie pobierają te komórki metodą biopsji od zwierzęcia-dawcy i umieszczają w pożywce o odpowiednim składzie i temperaturze. Do wzrostu komórek konieczne jest oczywiście zapewnienie źródła tłuszczów, białka oraz cukrów w pożywce. Profesor Mark Post sugeruje, że ścisła kontrola nad tym procesem umożliwi manipulowanie zawartością substancji odżywczych w gotowym 
produkcie, np. zwiększenie stężenia kwasów tłuszczowych omega 3, a obniżenie zawartości tłuszczów szkodliwych. Podkreśla również, że każde zwierzę posiada komórki macierzyste, a więc w przyszłości możliwe będzie wyprodukowanie egzotycznych gatunków mięsa.
Niektórzy zapytają pewnie, co z tłuszczem, kością i naczyniami krwionośnymi. Przecież wszystkie te elementy składają się na odpowiedni smak i zapach mięsa. Holenderski naukowiec odpowiada, że zarówno tkanka tłuszczowa, kostna, jak i szpik kostny mogą być wyhodowane laboratoryjnie, podobnie jak tkanka mięśniowa. Jeśli chodzi o naczynia krwionośne, nie mają one znaczenia w kulinarnej atrakcyjności mięsa, gdyż za jego różową barwę odpowiada nie krew, a białko mięśniowe – mioglobina.
Kolejną ważną cechą mięsa jest odpowiednia konsystencja. U żywego zwierzęcia jest ona wynikiem skurczów oraz rozkurczów mięśni, czyli po prostu aktywności fizycznej. Okazuje się, że biotechnologowie znaleźli rozwiązanie również tego problemu. Hodowane komórki są stymulowane do skurczów i rozkurczów przez impulsy elektryczne. Proces ten można porównać do podnoszenia ciężarów na siłowni ? laboratoryjna tkanka mięśniowa powiększa wtedy swoją masę oraz poprawia teksturę.
Syndrom Monsanto
Dla wielu czytelników opis wszystkich tych zabiegów jest mało apetyczny, wręcz odrzucający. Profesor Mironov, biotechnolog z Uniwersytetu Stanowego Północnej Karoliny, ubolewa nad tym, że większość ludzi odrzuca ideę mięsa z probówki, gdyż nie rozumie jej podstaw. Twierdzi, że ludzie odruchowo kojarzą je z produktami GMO. Podejście takie naukowiec nazywa syndromem Monsanto. Tłumaczy, że hodowla tkankowa mięsa nie ma nic wspólnego z modyfikacjami genetycznymi. DNA komórek mięśniowych pozostaje nienaruszone. To inżynieria tkankowa, a nie genetyczna. Dodaje, że wiele produktów powszechnie dostępnych w sprzedaży powstaje w wyniku skomplikowanych procesów biotechnologicznych, chociażby jogurty czy chleb.
Czy jednak dzisiaj możliwa jest produkcja laboratoryjnego mięsa w konkurencyjnych cenach? Większość specjalistów zajmujących się tym tematem twierdzi, że hamburgery z probówki pojawią się na rynku za około 20 lat. Konieczne jest jeszcze dopracowanie szczegółów technologicznych procesu. Substancje odżywcze dla hodowanych mięśni mają być produkowane w procesie fotosyntezy przez algi w specjalnych bioreaktorach. Białka, tłuszcze i węglowodany wytwarzane przez algi już są wykorzystywane do karmienia komórek mięśniowych w laboratoriach. Bioinżynierowie są na etapie projektowania inkubatorów, które umożliwią masową hodowlę mięsa.
Przekonać sceptyków
Jakie argumenty mogą przekonać przeciętnego konsumenta do wyboru mięsa laboratoryjnego zamiast tradycyjnego? Po 
pierwsze, jak już wyżej wspomniano, produkcja białka pochodzenia zwierzęcego tradycyjnymi metodami jest bardzo niewydajna i nieekologiczna. Jednak czy do laboratoryjnej produkcji mięsa potrzeba mniej zasobów niż w przypadku hodowli zwierząt? Na to pytanie starali się odpowiedzieć naukowcy z Uniwersytetu Oksforda oraz Uniwersytetu w Amsterdamie. Badacze porównywali ilość energii, wody oraz ziemi potrzebnych do produkcji 1 tony mięsa za pomocą obu metod, a także ilość gazów cieplarnianych emitowanych w obu procesach. Z danych opublikowanych w magazynie ?Environmental Science & Technology? w 2011 roku wynika, że laboratoryjna produkcja mięsa, w porównianiu do konwencjonalnej produkcji mięsa w Europie, wymaga o 99 proc. mniejszej powierzchni ziemi, od 7 do 45 proc. mniej energii, od 82 do 96 proc. mniej wody oraz emituje od 78 do 96 proc. miej gazów cieplarnianych (w zależności od porównywanego gatunku mięsa). Jedynie konwencjonalna produkcja drobiu wymaga mniej energii niż produkcja mięsa in vitro. Mimo że metodyka powyższych badań była bardzo rygorystyczna, naukowcy opierali się na wielu hipotezach. Wyniki mogą więc być obarczone błędem. Zużycie energii w produkcji laboratoryjnej mięsa może być wyższe, jeśli konieczne będą dodatkowe procesy ulepszania jakości produktu. Zaawansowana technologia może jednak znacznie poprawić wydajność hodowli in vitro. Już teraz jesteśmy w stanie powiedzieć, że jest to proces dużo bardziej ekologiczny niż hodowla zwierząt.
Drugim argumentem świadczącym na korzyść mięsa in vitro jest ochrona przed chorobami odzwierzęcymi (zoonozami). Fermowa hodowla zwierząt na dużą skalę sprzyja selekcji oraz szybkiemu rozprzestrzenianiu się czynników zakaźnych. Przez ostatnie lata mieliśmy okazję kilkakrotnie obserwować wielkie epidemie, np. choroby szalonych krów, ptasiej, a potem świńskiej grypy. Konsekwencje ekonomiczne i etyczne takich wybuchów są ogromne. Często konieczne jest wybicie setek tysięcy zwierząt, które mogą być zarażone. Każda z takich epidemii niesie ze sobą ryzyko przeniesienia się na ludzi. Czy jednak nie ma szans, że hodowle tkankowe zostaną zainfekowane przez bakterie czy wirusy? Teoretycznie jest taka możliwość, jednak produkcja laboratoryjna odbywa się w sterylnych warunkach, a więc ryzyko zakażenia jest niewielkie.
Milion za hamburgera
Kolejnym, dla niektórym najważniejszym powodem, porzucenia mięsa konwencjonalnego na rzecz mięsa z probówki, jest poszanowanie życia zwierząt. Amerykańska organizacja prozwierzęca PETA ogłosiła nagrodę w wysokości 1 mln dol. dla naukowca, który umożliwi produkcję komercyjnego mięsa in vitro na dużą skalę. Być może hodowla tkankowa oznacza w dalszej pespektywie koniec hodowli fermowej. Jest to niewątpliwie milowy krok w historii ludzkości. Trzeba jednak zaznaczyć, że obecne metody hodowli mięsa in vitro mogą budzić uzasadnione wątpliwości wegetarian czy wegan.
Profesor Post podaje, że z jednej komórki macierzystej mogą powstać setki tysięcy kilogramów mięsa. Komórka ta musi być jednak pobrana od żywego zwierzęcia. Proces ten nie wiąże się z jego śmiercią, jednak utrzymywanie zwierzęcia w warunkach laboratoryjnych jest sprawą kontrowersyjną. Na szczęście holenderski naukowiec zaznacza, że wynalezienie sposobu na wyhodowanie żywych komórek bez żywego zwierzęcia to tylko kwestia czasu.
Większość pożywek wykorzystywanych do hodowli tkankowej zawiera bydlęcą surowicę płodową – produkt uboczny przemysłu mięsnego. Naukowcy i tutaj zmierzają jednak w dobrym kierunku, gdyż podłoża na bazie grzybów już znalazły zastosowanie w produkcji mięsa in vitro, a wykorzystanie podłoży roślinnych jest na etapie badań.
? Produkcja zwierzęca jest skrajnie niewydajna. Świnie nie zostały stworzone po to, by służyć za pokarm dla ludzi. Szczególnie dla 9 mld ludzi ? mówił profesor Mark Post w Centrum Nauki Kopiernik.
Holender cytował naukowców z Uniwersytetu Chicagowskiego, którzy dowiedli, że weganin przemieszczający się SUVem jest bardziej ekologiczny niż mięsożerca jeżdżący w samochodzie hybrydowym.
Wydaje się, że w obliczu zatrważających prognoz kryzysu żywnościowego, najrozsądniejszym i najzdrowszym rozwiązaniem byłby wybór diety wegańskiej. Niestety dla wielu jest to decyzja zbyt trudna. Pozostaje nam więc z niecierpliwością czekać, aż naukowcy uporają się ze wszystkimi ograniczeniami, jakie stawia przed nimi inżynieria tkankowa i zaczną produkować mięso in vitro na dużą skalę. Dla dobra zwierząt i naszej planety.
Artykuł pochodzi z ?Vege? nr 11/2012
Zamów prenumeratę magazynu ?Vege?