Genmodifierade laxar farliga i frihet

I en ganska nedgången fiskodling utanför den lilla staden Boquete i Panamas bergstrakter finns världens kanske mest omdiskuterade fiskbestånd. I anläggningens välbevakade och staketomgärdade fisktankar simmar ett bestånd genmodifierad atlantlax som med stor sannolikhet kommer att bli godkänt som livsmedel i USA. Därmed blir den här fisken det första genmodifierade djuret som kan hamna på våra middagsbord.

Den genmodifierade laxen har skapats av ett amerikanskt företag som heter Aquabounty technologies. Laxen har fått en extra gen för produktion av tillväxthormon som hämtats från en annan laxart, kungslax. Dessutom har den transgena laxen fått en så kallad promotor från en tånglake, det vill säga ett dna-segment som reglerar den nya genen. Promotorns uppgift är att se till att tillväxthormongenen alltid är påslagen, vilket medför att den transgena atlantlaxen växer året runt. Vanliga laxar växer bara på sommarhalvåret.

– Våra laxar växer dubbelt så fort som vilda laxar. Dessutom är de bättre på att utnyttja födans energi för tillväxt, vilket medför att de kräver 20 procent mindre foder än vanlig odlingslax, säger Ron Stotish, som är verkställande direktör på Aquabounty.

Den transgena laxen skapades redan 1989. Sex år senare ansökte företaget om att få börja sälja sin produkt. Men företaget har stött på massivt motstånd. Konsumenterna oroar sig för hälsoriskerna, och forskarna varnar för att laxen kan utgöra ett miljöhot. En stor livsmedelskedja har meddelat att de tänker bojkotta laxen, som döpts till ”Frankenfish” av massmedierna. Men laxodlarna åtrår den snabbväxande laxen, eftersom den skulle kunna öka produktionskapaciteten avsevärt.

I skrivande stund, efter 18 års övervägande, har USA:s livsmedelsverk, FDA, låtit meddela att den transgena laxen är ofarlig att äta och att den går att odla utan nämnvärd fara för miljön. Nu återstår bara ett skriftligt godkännande innan storskalig produktion kan påbörjas.

Ett amerikanskt forskarteam har använt matematiska modeller för att undersöka konkurrenskraften hos en transgen, snabbväxande fiskart. Forskarnas beräkningar indikerade att den transgena fisken kunde konkurrera ut sina vilda artfränder på 40 generationer. Att vara snabbväxande innebär att man blir större än sina jämnåriga artfränder. Och storleken kan ge fördelar, exempelvis vid parningen eller när man konkurrerar om födan.

Det finns därför forskare som varnar för att de transgena laxarna, om de lyckades rymma från odlingarna och etablera sig i frihet, skulle kunna decimera eller till och med utrota de vilda laxbestånden. Eftersom de snabbväxande laxarna kräver så mycket föda, skulle de också kunna påverka en rad andra arter i näringskedjorna, hävdar forskarna.

Fredrik Sundström är docent vid Evolutionsbiologiskt centrum på Uppsala universitet. Han har undersökt konkurrenskraften hos transgena, nordamerikanska silverlaxar. De här laxarna har också en extra gen för produktion av tillväxthormon. Den transgena silverlaxen är dock inte ämnad för kommersiellt bruk utan är enbart avsedd för forskningsändamål.

– De transgena silverlaxarna kan växa så fort att de fungerar som rovdjur för sina jämnåriga naturliga artfränder, säger Fredrik Sundström.

Men Fredrik Sundström poängterar att det här rovdjursbeteendet har observerats uteslutande i artificiella miljöer som fiskodlingar. Och det finns forskare som tvivlar på att transgena, snabbväxande fiskarter är konkurrenskraftiga i en naturlig miljö. Ett skäl är att de kräver så mycket energi för att växa, att de skulle få svårt att konkurrera med naturliga fiskbestånd när det är ont om föda. Fredrik Sundström och hans forskarkolleger har undersökt om detta stämmer.

Forskarteamet lät yngel från transgena och vilda silverlaxar växa upp med riklig tillgång på föda under 20 respektive 50 dagar. Sedan fick fiskarna vara utan föda under en period. Efter 20 dagar var de två laxvarianterna fortfarande jämnstora och ungefär lika bra på att hantera svält. Efter 50 dagar hade de transgena fiskarna blivit större än sina artfränder, och storleken gjorde dem inte känsligare för födobrist. Däremot var nykläckta, transgena laxyngel ovanligt känsliga för brist på föda. Forskarna undersökte även fiskarnas tillväxthastighet. De fann att vid måttlig tillgång på föda växte de transgena laxarna snabbare än den vilda varianten. När det var ont om föda, var tillväxthastigheten ungefär densamma hos de två varianterna.

– Att den extra tillväxtgenen medför fördelar vid god födotillgång är uppenbart. Och den verkar inte medföra några fysiska nackdelar när det är ont om föda, åtminstone inte hos silverlax, säger Fredrik Sundström.

På Aquabounty är man medveten om att de transgena laxarna inte hör hemma i naturen, och detta är ett av skälen till att företaget har valt att odla sin fisk i Panamas bergstrakter. Vattnet i odlingstankarna tas från närliggande vattendrag som är tillräckligt kallt för att den nordliga atlantlaxen ska trivas. Men om fiskar skulle rymma från anläggningen och börja simma nedströms, skulle vattnet bli för varmt för dem när de når kusten.

– Dessutom måste fiskarna ta sig förbi ett antal vattenkraftverk innan de når havet. Om de mot förmodan skulle klara detta, så hamnar de i Stilla havet och där finns ju inga atlantlaxar att para sig med, säger Ron Stotish.

Men företagets affärsidé går inte ut på att sälja lax till konsumenterna. Målsättningen är att producera befruktade ägg, som kan säljas till andra fiskodlare. Företaget måste därför kunna garantera att även äggproduktionen är säker.

– Vårt företag producerar ägg som bara kan ge upphov till sterila laxhonor, säger Ron Stotish.

Steriliteten ska garantera att förrymda transgena individer inte sprider sina anlag vidare. Men att producera samkönade sterila laxägg, som alla innehåller den extra tillväxtgenen, kräver avancerad genetisk ingenjörskonst.

Förloppet börjar med att ägg från en laxhona, som bär på dubbla anlag av den gen som producerar tillväxthormon, befruktas med strålbehandlad mjölke från en röding. Mjölkens dna förstörs av strålbehandlingen, men trots detta kan celldelningen aktiveras i äggen. Problemet är att de här äggen blir haploida, vilket innebär att de innehåller en enda kromosomuppsättning i stället för två, som är det normala. Äggen utsätts därför för en tryckchock som ger en tillfällig inbromsning av celldelningen. Detta leder till att cellerna får dubbla kromosomuppsättningar, de blir diploida. Metoden medför att företaget kan producera stora mängder honor med dubbla tillväxtgener.

Nästa steg blir att förvandla dessa honor till hannar. Genom att utsätta unga honor för stora doser av testosteron kan man få dem att bli så kallade neohannar, det vill säga honor som fungerar som hannar, trots att de saknar den hanliga y-kromosomen. De här fiskarna kan enbart producera honlig avkomma.

Neohannarna paras med vilda atlant­laxhonor. Det resulterar i honliga ägg som innehåller en kopia av tillväxtgenen. Men de här äggen kan ge upphov till fertila honor. Därför utsätts även dessa ägg för en tryckchock. Embryona i äggen blir därmed triploida, det vill säga har tre kromosomuppsättningar, vilket medför att de inte kan få avkomma med vanliga, diploida laxhannar. Det är sådana ägg som företaget ämnar sälja till laxodlare världen över.

Enligt företagets egna studier är steriliseringstekniken säker till 99,8 procent. Men räcker det?

– Det innebär ju att det i genomsnitt finns ett par fertila laxar per tusen producerade laxägg, säger Fredrik Sundström.

Kommersiell laxodling sker som regel i nätkassar i haven. Att fiskar rymmer från sådana anläggningar är vanligt. När FDA ger sitt tillstånd kommer detta därför att gälla enbart produktion av laxägg i den landbaserade anläggningen i Panama. Laxodlare som vill använda företagets ägg måste också ansöka om tillstånd hos FDA, som bara kommer att tillåta landbaserad laxodling. Men när väl det första tillståndet har beviljats, kommer det sannolikt att blir förhållandevis lätt att bli godkänd som odlare.

– Det finns risk för att det rigorösa regelverket urholkas med tiden, så att det blir allt lättare att få tillstånd och därmed allt svårare att hålla koll på vart äggen tar vägen, säger Fredrik Sundström.

En risk med genmodifierade grödor är att de kan sprida sina artificiella anlag till andra arter. Nya forskningsrön tyder på att de transgena laxarna har samma förmåga. Om individer av olika laxarter parar sig med varandra så kan hybrider uppstå, något som är förhållandevis vanligt i naturen.

Ett kanadensiskt forskarteam använde sig av artificiell befruktning för att skapa hybrider mellan Aquabountys transgena laxar och vildfångad öring, en nära släkting till atlantlaxen. Forskarna använde diploida och därmed fertila, transgena laxar. Dna-analyser visade att den extra tillväxtgenen överfördes till hybridlaxarna. Det visade sig också att de transgena hybridlaxarna växte ännu snabbare än ”vanliga” transgena atlantlaxar.

Forskarteamet ville även undersöka den nya ”superhybridens” konkurrensförmåga i naturlig miljö. De byggde därför ett naturtroget flodsystem i laboratoriemiljö där de olika laxtyperna fick konkurrera om levande byten. Under de omständigheterna var den nya superhybriden den mest framgångsrika fisken i flodsystemet. De kunde roffa åt sig merparten av födan och deras närvaro minskade tillväxten hos både transgena och vilda atlantlaxar. Forskarnas slutsats blev att hybrider mellan transgena och vilda laxarter kan orsaka stor skada i havsmiljön.

Ron Stotish har invändningar mot forskarnas slutsatser. Han har bland annat påpekat att samma forskarteam i tidigare studier har visat att fertila transgena laxar är dåliga på att föröka sig i vilt tillstånd, och att det finns andra studier som visar att hybridlaxar ofta är sterila. De transgena fiskarna skulle därför inte överleva på sikt, hävdar han.

– Det är nog oundvikligt att vi förr eller senare kommer att ha genmodifierade laxar i haven. Då lär vi upptäcka vilken påverkan de har på miljön, säger Fredrik Sundström.