Kotlet z probówki ratuje świat

Smakowite mięso uzyskane bez zabijania zwierząt, wyhodowane w sterylnych warunkach i pozbawione szkodliwych substancji, może uchronić nas przed katastrofą zdrowotną i ekologiczną. Pierwszy hamburger rośnie już w laboratorium

Żółtawy fragment mięśnia ma ledwie dwa centymetry długości, centymetr szerokości i milimetr grubości. Na dodatek pływa w różowawej wodzie umieszczonej w szklanym pojemniku laboratoryjnym. Jak na danie, które ma dokonać największej rewolucji w naszym żywieniu od czasu udomowienia zwierząt, wygląda wyjątkowo nieapetycznie. Ten kawałek mięsa wyhodował prof. Mark Post z holenderskiego Universiteit Maastricht. Prezentując je w tym roku podczas naukowej konferencji, zapowiedział, że już w listopadzie pokaże pierwszy hamburger wytworzony całkowicie w laboratorium. „Będzie on dowodem, że to jest wykonalne, a do tego jadalne i smaczne” – wyjaśnia „Focusowi”. 

Holenderski uczony wysforował się na czoło trwającego od kilku lat wyścigu. W kwietniu 2008 roku PETA, amerykańska organizacja walcząca o prawa zwierząt, zaoferowała milion dolarów temu, kto opracuje metodę przemysłowej produkcji mięsa kurcząt in vitro. Taka technologia może powstrzymać rzeź zwierząt na fermach i w ubojniach na całym świecie. Co więcej, befsztyki i kiełbaski z laboratorium mogą też zakończyć ekologiczny koszmar, jakim jest przemysłowa hodowla zwierząt na wielką skalę. „Produkcja mięsa na świecie osiągnęła swoje maksimum. W ciągu następnych 30 lat zapotrzebowanie na nie zwiększy się jeszcze dwukrotnie” – twierdzi prof. Post. A tego nasza planeta po prostu nie wytrzyma.

W powodzi gnojówki

Spożycie mięsa na świecie rośnie dramatycznie z roku na rok. Jeszcze w 1961 roku mieszkańcy Ziemi zjadali go ok. 71 mln ton. W 1990 roku było to już 179 mln, w 2001 – 238 mln, a w 2050 prawdopodobnie zbliżymy się do pół miliarda ton. I nie wynika to wyłącznie z tego, że cały czas rośnie liczba ludności. Nawet bowiem tam, gdzie wydawało się, że ludzie z racji tradycji i filozoficznych przekonań wolą jeść pokarm roślinny, po wzbogaceniu się przerzucają się na mięso. W Chinach od 1970 roku jego spożycie wzrosło trzykrotnie. „Chińczycy zawsze uważali pokarmy zwierzęce za lepsze od roślinnych. Po prostu dawniej nie mieliśmy pieniędzy, by je kupić” – zapewniał reportera magazynu „Seed” Yang Xiao Guang z Chińskiego Towarzystwa Żywienia. Jeśli ten kierunek zmian się utrzyma, w 2030 roku spożycie mięsa w Chinach osiągnie 50 kilogramów na osobę rocznie. Tym samym Państwo Środka zrówna się z bogatszym Tajwanem, ale i tak nie dołączy do rekordzistów. Przeciętny Niemiec zjada bowiem ok. 60 kilogramów mięsa rocznie, Polak – 74, a Argentyńczyk – 115. 

„Mięsożerność jest bardzo rozrzutnym sposobem odżywiania się. Z 10 kilogramów paszy roślinnej można wyprodukować około jednego kilograma mięsa. Tymczasem tą samą paszą, w której skład wchodzi głównie kukurydza i soja, moglibyśmy nakarmić ludzi bezpośrednio. Dlatego produkcja mięsa jest droga i stała się poważnym problemem ekologicznym” – komentuje prof. Marek Konarzewski z Uniwersytetu w Białymstoku, autor książki „Na początku był głód”. Już dziś 8 proc. światowych zasobów wody pitnej zużywa się przy hodowli zwierząt. Ponad jedna trzecia upraw rolnych na Ziemi jest przeznaczona wyłącznie do produkcji pasz. Nawet Chiny nie są w stanie same zaspokoić swych potrzeb w tej dziedzinie. Do 1993 roku najludniejsze państwo świata było eksporterem soi na paszę dla kurczaków i świń. Obecnie musi ją importować z Brazylii, gdzie pod uprawy wycina się dżunglę amazońską. Import rozpoczęły także Indie, Republika Południowej Afryki oraz inne, do niedawna biedne państwa. 

Unia Europejska, w której kiedyś bydło karmiono mączką zwierzęcą, zakazała tego procederu ze względu na chorobę szalonych krów (BSE). W efekcie roczny import soi skoczył z 3 do 11 milionów ton.

Hodowla zwierząt to dziś największy producent ścieków. Z farm wylewają się strumienie gnojówki, antybiotyków, hormonów, nawozów i pestycydów. Połowa światowego zanieczyszczenia wód związkami azotu oraz fosforu pochodzi z tego źródła. W gospodarstwach nastawionych na przemysłową produkcję zwierzęta są często traktowane okrutnie. Stoją stłoczone, prawie nie mogą się ruszać i są na siłę karmione tuczącą papką. Nierzadko stają się wylęgarnią bakterii opornych na antybiotyki czy groźnych wirusów, które potem przeskakują na człowieka (przykładem może być chociażby niedawna „świńska” grypa A/H1N1).

Dalsze zwiększanie produkcji mięsa oznacza katastrofę ekologiczną, ale ludzkość wcale nie pali się do przejścia na wegetarianizm. I właśnie dlatego tak wielkie nadzieje zaczęło budzić mięso in vitro – takie samo jak to, które jemy dziś, ale wyhodowane nie w ciele żywego zwierzęcia, lecz w sterylnych, kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. 

Filet ze złotej rybki

Entuzjaści sztucznego mięsa lubią się powoływać na brytyjskiego premiera Winstona Churchilla. W 1932 roku miał on powiedzieć, że w ciągu półwiecza będzie możliwe pozyskiwanie piersi i skrzydeł kurczaka bez absurdu hodowania całego ptaka. Był to oczywiście przesadny optymizm. W ciągu owego półwiecza mięso in vitro pojawiło się jedynie w literaturze i filmach. Autorzy powieści „Handlarze kosmosem” (The Space Merchants) opublikowanej w 1952 roku wyobrazili sobie, że będzie ono rosło w jednej ogromnej bryle średnicy „setek stóp”. A w komedii „Skrzydełko czy nóżka” z  1976 roku naukowiec rywalizował z kucharzami, produkując właśnie mięso z probówki.

 

Na poważnie zajęła się tym dopiero NASA w 2002 r. Amerykańska agencja kosmiczna zastanawiała się, jak dostarczyć białko astronautom, którzy ruszą w wieloletnie podróże. Zespół bioinżyniera Morrisa Benjaminsona wziął dużą złotą rybkę – czyli hodowlaną rasę karasia – i pociął jej mięśnie na kawałki długości od 5 do 10 cm. Przemył je w alkoholu i zanurzył w surowicy z krwi płodów cielęcych. Po tygodniu takiej hodowli kawałki rybich mięśni urosły o całe 14 procent. Uradowany Benjaminson umył mięso, skropił oliwą, doprawił cytryną, czosnkiem i pieprzem, usmażył i pokazał kolegom. Nie mógł pozwolić im na konsumpcję – najpierw musiałby uzyskać zgodę Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA). „Koledzy zapewniali, że ten kawałek dalej wyglądał i pachniał jak prawdziwa ryba” – wspomina uczony.  

NASA co prawda zarzuciła ten projekt, ale pierwszy sukces ośmielił innych naukowców. Za dużo bardziej wydajną metodę uznali jednak wykorzystanie komórek macierzystych – tych, które mogą się przekształcać w dowolną lub niemal dowolną tkankę. Najbardziej uniwersalne z nich znajdują się w zarodku zwierzęcia. W dojrzałym organizmie też jest trochę komórek macierzystych, ale mają one nieco bardziej ograniczone możliwości. To na nie postawiła właśnie większość badaczy zajmujących się mięsem in vitro. Ale już nawet na tym etapie prac pojawiają się różnice zdań między nimi. Część bowiem chce pobierać wyłącznie kawałek tkanki od żywego zwierzęcia. Prof. Post zaś woli uzyskiwać materiał z martwych krów, świń lub kurczaków. „Jeśli zabijesz zwierzę, możesz wydobyć wszystkie jego komórki macierzyste, a potem wyhodować z nich w laboratorium całą masę mięsa. Ale to wciąż korzyść, bo trzodę hodowlaną będziemy mogli zredukować z biliona do zaledwie tysiąca osobników. Wystarczą nam małe stada zwierząt, będących dawcami komórek macierzystych” – wyjaśnia swoje podejście.

Fitness in vitro

Komórki – niezależnie od metody, którą zostały uzyskane – są następnie hodowane w naczyniach laboratoryjnych. Docelowo ma ich namnożyć się jak najwięcej. Tyle że każda z nich może podzielić się nie więcej niż kilkanaście razy. Niektórzy proponują więc dodanie genu, który będzie przedłużał ich żywotność. Firma Mokshagundam Biotechnologies z Palo Alto pracuje zaś nad tym, by wstawić gen, który doprowadzi do nowotworowego rozrostu sztucznego mięśnia. Nie wiadomo jednak, czy konsumentom smakowałoby takie mięso – skojarzenia z rakiem mogłyby skutecznie odebrać im apetyt.

Kolejny problem to konsystencja. Mięśnie, które rosną w żywym zwierzęciu, codziennie są w ruchu. Dzięki temu mają przyjemną dla podniebienia konsystencję. W  laboratorium rosłyby bezczynnie, a więc byłyby miękkie i rozlazłe. Dlatego prof. Post umieszcza komórki na rusztowaniach z rozpuszczalnych cukrów, dzięki czemu włókna są napięte. Dodatkowo aplikuje im niewielkie impulsy elektryczne, które zmuszają komórki do kurczenia się i rozkurczania. Prof. Vladimir Mironov, do niedawna pracujący w Medical University of South Carolina, zamiast tego stosuje rusztowanie z substancji wytwarzanej z chityny (elementu szkieletowego owadów, pajęczaków i skorupiaków). Wraz ze zmieniającą się temperaturą materiał ten rozszerza się bądź kurczy, zmuszając mięśnie do ustawicznych ćwiczeń. Uczony porównuje swój pomysł do siłowni dla sztucznego mięsa.

Jeśli włókna mięśniowe mają dobre warunki, szybko ich przybywa – i to kolejny problem. Tym, które znalazły się w środku mięśnia, zaczyna brakować tlenu i pokarmu. Głodują, duszą się i w końcu obumierają. Prof. Post hoduje je więc wyłącznie w małych skrawkach. Prof. Mironov wykorzystuje zaś bioreaktory wielkości miksera, które zaprojektowała NASA do badania mięśni w stanie nieważkości. W takich pojemnikach komórki słabiej zbijają się w bryłki, dzięki czemu łatwiej dostarczyć im tlen i związki odżywcze. Gdybyśmy mieli hodować mięso w  ten sposób na skalę przemysłową, potrzebne byłyby ogromne urządzenia, które zajęłyby pięciopiętrowy budynek.

Kotleciki z działaczki

W wyścigu o opracowanie najlepszej metody produkcji mięsa in vitro bierze już udział 30 zespołów badawczych z całego świata. Szanse na zdobycie miliona dolarów od PETA rosną, ponieważ rozstrzygnięcie konkursu na wyprodukowanie „sztucznego kurczaka” przesunięto z 2012 na 2016 rok. Ale prof. Post, który byłby chyba najbliżej sukcesu, na razie eksperymentuje z  wieprzowiną i  wołowiną, więc odpada w przedbiegach. Dlatego PETA próbuje innych sposobów. Sfinansowała np. zatrudnienie przez University of Missouri dr. Nicholasa Genovese, który wcześniej pracował z prof. Mironovem i w nowym miejscu ma kontynuować badania. W 2008 roku zaś ogłosiła, że udało jej się sklonować komórki z ramienia swojej szefowej Ingrid Newkirk i przerobić je na alternatywę dla kurczaków sprzedawanych w KFC. Organizacja promowała produkt jako mięso wyprodukowane w 100 proc. bez ofiar.

Polscy wegetarianie, choć nie organizują tak spektakularnych akcji jak PETA, z nadzieją odnoszą się do idei sztucznego mięsa. „Uważam, że jeśli tylko nie wiązałoby się z cierpieniem zwierząt, jest całkiem niezłym pomysłem dla ludzi, którzy nie wyobrażają sobie życia bez mięsa” – mówi Cezary Wyszyński, prezes fundacji VIVA!, zajmującej się obroną praw zwierząt oraz promocją diety wyłącznie roślinnej. „Gdybym miała pewność, że produkcja tego sztucznego mięsa nie wiąże się z cierpieniem zwierząt, nie miałabym problemu z jego zjedzeniem. Często na przykład brakuje mi smaku ryby. Gdyby było coś, co smakuje jak ryba, ale nie jest rybą, to bym chętnie to zjadła” – dodaje Monika Wasilewska, wegetarianka.

Cezary Wyszyński marzy, by przy produkcji mięsa in vitro nie ginęły żadne zwierzęta. „Ale nawet w wypadku zanurzania tych komórek w surowicy z płodów cieląt, mięso tak wyprodukowane ograniczyłoby cierpienie zwierząt w porównaniu z naturalnym” – mówi. 

 

Więcej zarzutów wobec hodowli in vitro formułują ci, którzy zastanawiają się, czy ten nowy produkt ma szansę zyskać uznanie u osób akceptujących jedzenie mięsa. „Ono chyba nie zadowoli nawet najbardziej niewybrednych smakoszy. Mięso powinno zawierać odpowiednią ilość soli mineralnych, tłuszczów i białek. A tutaj mamy coś, co, jak się spodziewam, najbardziej będzie przypominać w smaku papier” – twierdzi prof. Konarzewski. „Smak jest wielkim wyzwaniem” – przyznaje prof. Post. „Zakładamy jednak, że jeśli wytworzymy mięso z dokładnie tych samych składników jak naturalne i zapewnimy mu takie same warunki, to powtórzymy jego oryginalny smak. Ważną rolę odgrywa tu tłuszcz, ale pracujemy już nad jego hodowlą” – dodaje. 

Podobnie jak w przypadku mięśni, badacze izolują komórki macierzyste tkanki tłuszczowej i hodują je na pożywce, uzyskując coś w rodzaju smalcu in vitro.

Hamburger za 200 tys. dolarów

To jednak dopiero początek rewolucji – naukowcy mogą bowiem udoskonalić to, nad czym ewolucja pracowała przez miliony lat. Skoro tkankę mięśniową i tłuszczową hoduje się w laboratorium oddzielnie, to można je też łączyć w dowolnych proporcjach, uzyskując mięso chudsze lub tłustsze. Zamiast typowych zwierzęcych tłuszczów można też dodać zdrowsze kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6. W naturze występują one najczęściej w rybach i innych organizmach morskich, ale w laboratorium nic nie stoi na przeszkodzie, by je łączyć z wołowiną, wieprzowiną czy mięsem drobiowym. Tak samo można manipulować zawartością witamin, soli mineralnych i innych składników, uzyskując produkt zdrowszy i bezpieczniejszy niż ten pochodzący z rzeźni. Możliwe stanie się również usunięcie substancji ewidentnie szkodliwych, takich jak kwas N-glikolilneuraminowy (Neu5Gc), który może sprzyjać powstawaniu miażdżycy i nowotworów.

Ba, również samym mięsem badacze mogą bawić się do woli. „Uważam, że możemy jeść wszystkie rodzaje dotychczas bardzo rzadkich mięs” – mówił Stellan Wellin, bioetyk z Linköping University w Szwecji, który w 2011 roku był jednym z organizatorów konferencji o sztucznym mięsie. Nasza wyobraźnia, jego zdaniem, jest ograniczona przez wizję zwierząt, które udało się udomowić. A to przecież wcale nie muszą być najsmaczniejsze stworzenia. Teraz wystarczy zdobyć trochę komórek macierzystych z dowolnego zwierzęcia świata, choćby i najbardziej zagrożonego wymarciem, by jakiś czas potem sprzedawać produkty z niego w supermarkecie. Bez wyrzutów sumienia będziemy więc mogli jeść kiełbasy z pandy wielkiej, kotleciki ze słowików czy hamburgery z płetwali błękitnych. 

Na razie największą barierą jest cena. Koszt hamburgera, który prof. Post chce pokazać światu w  listopadzie, będzie niebotyczny. „200 tys. dolarów? W USA w hurcie jeden hamburger kosztuje raptem kilkanaście centów. By ratować planetę, lepiej skupić się na prostszych rozwiązaniach: zmniejszeniu konsumpcji mięsa i zahamowaniu zwariowanego przyrostu naturalnego w  biednych krajach” – uważa prof. Konarzewski. „Owszem, nasz hamburger będzie bardzo drogi. Ale chodzi przede wszystkim o wzbudzenie zainteresowania tym tematem wśród naukowców, rządów i firm” – podkreśla prof. Post. 

Jeśli się uda, to ostateczny produkt będzie, jego zdaniem, przyjazny dla środowiska i tani. „Gdybym miał dostęp do nielimitowanych środków finansowych, to już za 10–15 lat nasze mięso mogłoby trafić do supermarketów. I byłoby tańsze niż to naturalne” – twierdzi holenderski uczony. Czy się uda? Zobaczymy. Na razie obrońcom planety pozostaje delektowanie się sojowymi parówkami czy kotletami z soczewicy. 

Więcej:cywilizacje