الماء

الماء : مركب كيميائي مكون من ذرتي هيدروجين وذرة من الأكسجين. ينتشر الماء على الأرض بحالاته المختلفة، السائلة والصلبة الغازية. وفي الحالة السائلة يكون شفافا بلا لون، وبلا طعم، أو رائحة. كما أن 70% من سطح الأرض مغطى بالماء، ويعتبر العلماء الماء أساس الحياة على أي كوكب. ويسمى الماء علميا بأكسيد الهيدروجين. ذكر علماء الجولوجيا والفلك أن نشأة الماء تبدأ من الانفجار الكبير، حيث كان الكون كتلة واحدة فانفلقت للملايين من القطع وهي الكون والمجرات، وظهر حينها مايسمى الأرض، كانت كرة ملتهبة تعوم في الكون الفسيح، بدأت الأرض تدريجيا في البرودة، فتكثفت الغازات الثقيلة وخرجت من الغلاف الجوي وبقيت عدة غازات من أهمها الهيدروجين والأكسجين و ثاني أكسيد الكربون والأمونيوم وغيرها، استمر هبوط مستوى درجة الحرارة حتى درجة 273 مئوية وهي درجة تفاعل جزئ الهيدروجين مع الأكسوجين. فبدأ هطول المطر في الأرض وسرعان ما كان يتبخر بسبب حرارة الطبقة السفلى في الأرض، وحينما بردت، حدث ما يسمى بالفيضان العظيم ونشأ بسببه المحيطات والأنهار والبحار وغيرها.

الماء مذيب للفيتامنات والأملاح والأحماض الأمنية والجلوكوز كما يلعب الماء، دورا حيويا في هضم وامتصاص ونقل واستخدام العناصر التغدوية، الماء هو الوسط الآمن للتخلص من السموم والفضلات ،يعتمد كل التنظيم الحراري على الماء كما أن الماء، ضروري في إنتاج الطاقة. فقدان الماء يصيب بالغيبوبة، فلا يستطيع الإنسان أن يعيش بدون ماء لمدة تزيد عن ثلاثة أيام، وينصح بالشرب قبل الشعور بالظمأ، كما أن الماء مهم جدا في الحد من البدانة وتراكم الدهون لدى الاطفال بالخصوص.

حالات الماء :

• الحالة الصلبة : يكون فيها الماء على شكل جليد أو ثلج أبيض اللون ناصع، يوجد على هذه الحالة عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من الصفر المئوي.
• الحالة السائلة: يكون فيها الماء سائلا بلا لون، وهي الحالة الأكثر شيوعا للماء. ويوجد الماء على صورته السائلة في درجات الحرارة ما بين الصفر المئوي، ودرجة الغليان، وهي 100 درجة مئوية في الشروط القياسية.
• الحالة الغازية: يكون فيها الماء على شكل بخار، ويكون الماء بالحالة الغازية بدرجات حرارة مختلفة.

خصائص الماء

للماء عدة خصائص أعطته قيمة كبيرة في الحياة، والصناعة، والزراعة، وغيرها من مجالات الحياة، ومنها:

• تميل جزيئات الماء إلى التصرف كمجموعات مترابطة وليس كجزيئات منفصلة ومجموعات جزيئات الماء تكون محتوية على فراغات.
• يتمدد الماء بارتفاع الحرارة إذا كانت فوق 4 درجات مئوية وينكمش بالبرودة شأنه في ذلك شأن كل السوائل والغازات والأجسام الصلبة، إلا أن الماء يسلك سلوكا شاذا تحت درجة 4 °م حيث يتمدد بدلا من أن ينكمش وهذا يجعل ثقله النسبي أي كثافته تقل بدل من أن تزيد وبذلك يخف فيرتفع إلى الأعلى وعندما يتجمد في درجة الصفر المئوي يكون تجمده فقط على السطح بينما في الأسفل يكون الماء سائلا في درجة 4 م وفي ذلك حماية كبيرة للأحياء التي تعيش في الماء.
• التعادل الحمضي: الماء سائل متعادل كيميائيا، إذ أن درجة الحموضة أو القاعدية فيه هي 7، وهذا يعني أنه لا يمكن اعتبار الماء مادة حمضية أو قاعدية، لأنه مادة متعادلة كيميائيا.
• الإذابة: الماء مادة مذيبة، وهذا يعني أنه من الممكن إذابة الكثير من الأملاح والمواد في الماء. الماء الموجود في الطبيعة لا يوجد بشكل نقي 100% وذلك بسبب وجود الأملاح والغازات في الماء الموجود بالطبيعة. لكي تذوب مادة في الماء يجب أن تحتوي على أيونات حرة، أو أن تكون مادة قطبية (لأن "المثل يذوب بالمثل" والماء مادة قطبية لهذا السبب يعتبر الماء مذيب جيد للمواد.
• التوصيل للكهرباء: الماء مادة موصلة سيئة للكهرباء، ولكن بما أن الماء مادة مذيبة، فعند إذابة الأملاح في الماء، أو إذابة مواد أخرى، يصبح الماء موصلا جيدا للكهرباء.
• نقل المواد داخل الخلايا وخارجها وبذلك تتمكن الخلايا من التخلص من فضلاتها، والحصول على حاجتها من مواد مختلفة من محيطها الخارجي.
• حرارته النوعية عالية.

أنواع المياه

أنواع المياه:

• مياه فوارة: وهو الشكل الذي تحتفظ فيه المياه بمعدلات ثاني أكسيد الكربون نفسها التي كانت عليها قبل المعالجة.
• مياه غنية بالفيتامينات: وكما يتضح من الاسم يتم إضافة الفيتامينات لها حتى تصبح صحية أكثر.
• مياه الينابيع: وهي مياه غير معالجة وتأتي من المياه الجوفية لكنها تتدفق على سطح الأرض وتحتوي (على الأقل) على 250 جزئ/مليون من المواد الصلبة القابلة للتحلل.
• مياه مطهرة: وهي التي يتم تنقيتها بإحدى وسائل التنقية السابقة.
• مياه غنية بالأكسجين: وتحفظ باحتوائها على نسبة من الأكسجين أكثر 40 مرة من الماء العادي.
• مياه معدنية طبيعية: وهي التي تأتي من مصادر جوفية وتحتوي على معادن مثل الماغنسيوم الكالسيوم والصوديوم والحديد.
• مياه ذات نكهة: نكهات طبيعية أو صناعية تضاف غالباً للمياه المعدنية.
• مياه مقطرة: ويتم الحصول عليها بالتقطير لكنها تستخدم في المعامل الكيميائية من أجل التجارب وليس للشرب.
• مياه شبه قلوية أيونية: وهي التي تستخدم فيها الكهرباء لفصل الجزيئات وشحنها. وفي عام 1966 قامت وزارة الصحة اليابانية باعتماد هذا النوع من المياه رسمياً للارتقاء بمستوى مياه الشرب الصحية.
• التعامل مع أنواع المياه المعبئة: إذا تم الشرب منها وفتحها لا تتركها لفترة طويلة بدون استخدامها لأن البكتريا ستنشط فيها والتي يكون مصدرها من الفم والبيئة التي توجد من حولنا.
• زجاجة المياه وطريقة العناية بها هامة من غسيل غطائها باستمرار وغسيل الزجاجة نفسها بالماء الساخن والصابون عند إعادة ملئها.. مع تغييرها من فترة لأخرى.
• يمكنك إضافة بعض العناصر الصحية لكوب الماء الذي تشربه مثل شرائح الليمون أوأوراق النعناع الطازجة أو الزنجبيل المبشور.

الطعم والرائحة

الماء النقي ليس له طعم أو لون أو رائحة وهو المستخدم في صناعة الأدوية والأغذية وله خصائص كيميائية ثابتة، ولكن الماء الذي نشربه يكون غنيا بالأملاح والمواد العضوية.

الماء على الأرض

يوجد الماء في الطبيعة على ثلاث حالات فيزيائية:

• حالة سائلة: مياه البحار والأنهار والبحيرات والمياه الباطنية(الجوفية).
• حالة صلبة: كالثلوج والمسطحات الجليدية التي نراها خاصة في القطبين الشمالي والجنوبي وأعلى الجبال الشاهقة.
• حالة غازية: يوجد الماء على الحالة الغازية أي بخار الماء في الجو.

مصادر الماء

يتوزع الماء في الطبيعة إلى:

1. مياه سطحية: وهذه المياه تتمثل في الأنهار والبحار والمحيطات والقطع الثلجية:
1. مياه الأمطار: هي أنقى أنواع المياه الطبيعية، حيث تنحل فيها أثناء سقوطها بعض الغازات المنتشرة في الجو كالأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبعض المواد الصلبة العالقة في الجو.
2. مياه الأنهار: تتكون مياه الأنهار أساسا من الأمطار، وتحتوي هذه المياه على عديد المواد الصلبة المنحلة فيها بسبب مرورها وانسيابها عبر أنواع التربة المختلفة.
3. مياه الينابيع: وتنقسم مياه الينابيع إلى نوعين: ينابيع صغيرة الحجم وينابيع كبيرة الحجم.
4. مياه المحيطات والبحار: وهي تمثل النسبة الكبيرة.
2. مياه جوفية: وهي المياه الموجودة في باطن الأرض.

التأثير على الحياة

يتكون كل كائن حي في معظمه من الماء، فجسم الإنسان مؤلف بنسبة 65% من الماء وهكذا الحال في الفأر. أما الفيل وسنبلة القمح فيتألفان بنسبة 70% من الماء، ودرنة البطاطس ودودة الأرض تتألفان من 80% من الماء. أما ثمرة الطماطم ففيها 95% من الماء.

وتحتاج كل الكائنات الحية إلى كميات من الماء للقيام بعملياتها الحيوية. ويجب أن تتناول النباتات والحيوانات والإنسان العناصر الغذائية. وتساعد المحاليل المائية على تحليل العناصر الغذائية، وتحملها إلى كافة أجزاء جسم الكائن الحي. ومن خلال عمليات كيميائية يحول الكائن الحي العناصر الغذائية إلى طاقة أو إلى مواد لازمة لنموه أو إصلاح ما تلف منها. وتتم هذه التفاعلات في وسط محلول مائي. وأخيرًا فإن الكائن الحي يحتاج إلى الماء للتخلص من الفضلات.

وعلى كل كائن حي أن يتناول الماء في حدود طبيعته وإلا سيموت. فالإنسان يستطيع أن يبقى على قيد الحياة لمدة أسبوع واحد فقط بلا ماء. ويموت الإنسان إذا فقد جسمه أكثر من 20% من الماء. ويجب على الإنسان تناول حوالي 2,4 لتر من الماء يوميًا، إما على هيئة ماء شرب أو مشروبات أخرى غير الماء أو في الطعام الذي يتـناوله.

يستعمل الناس الماء لأكثر من حاجتهم للبقاء أحياء. فهم يحتاجون الماء للتنظيف والطبخ والاستحمام والتخلص من الفضلات. فاستعمال الماء بهذه الصورة يعتبر ضربًا من الرفاهية لكثير من الناس. وملايين المنازل في آسيا وإفريقيا وأمريكا الجنوبية ليس بها ماء جارٍ. ويتعين على الناس هناك سحب الماء يدويًا من بئر القرية، أو حمله في جرار من البرك والأنهار البعيدة عن منازلهم.

ويمكن أن يستعمل كل فرد في بلد متقدم ما معدله 380 لترًا من الماء في منزله يوميًا، حيث يلزم استخدام 26 لترًا من الماء لطرد أقذار المرحاض في كل مرة، كما يلزم ما يتراوح بين 76 و114 لترًا للاستحمام. وتحتاج كل دقيقة تحت دُش الحمام إلى 19 لترًا من الماء على الأقل، ويلزم 57 لترًا من الماء لغسل الأطباق في المنزل و 152 لترًا لتشغيل غسالة ملابس أتوماتيكية.

التأثيرات على المجتمعات البشرية

تتطلب معظم النباتات التي يزرعها الناس كميات كبيرة من الماء. فعلى سبيل المثال، يلزم 435 لترًا من الماء لزراعة كمية من القمح تكفي لخبز رغيف واحد. ويزرع الناس معظم محاصيلهم الزراعية في المناطق ذات الأمطار الوفيرة، ولكنهم في سبيل الحصول على مايكفيهم من الغذاء فإنه يلزمهم ري المناطق الجافة. ولاتعتبر كميات الأمطار التي تستهلكها المحاصيل الزراعية من ضمن استعمالات الماء، حيث إن مياه هذه الأمطار لم تأت من موارد مياه البلد. ولكن مياه الري من الناحية الأخرى تعتبر ضمن استعمالات الماء إذ إنها تُسْحَب من الأنهار والبحيرات والآبار.

ومياه الري التي تستعملها أمة ما تعتبر مهمة بالنسبة لمواردها المائية، إذ إن هذه المياه تعتبر مستهلكة زائلة ولن يبقى منها شيء يعاد استعماله. تأخذ النباتات الماء عن طريق جذورها، ثم تمرره بعد ذلك عبر أوراقها إلى الهواء على هيئة غاز يسمى بخار الماء. وتحمل الرياح هذا البخار وهكذا يزول الماء السائل. ومن الناحية الأخرى فإن كل الماء المستعمل في منازلنا يعود إلى مصادر الماء ثانية. فالماء يحمل عبر أنابيب الصرف الصحي إلى الأنهار ثانية حيث يعاد استعماله مرة أخرى.

وفي أستراليا التي تعتبر أكثر قارات العالم جفافًا (ماعدا أنتاركتيكا)، تستهلك عمليات الري 74% من مجمل الماء المستعمل.

يذهب حوالي 41% من الماء المستعمل في الولايات المتحدة لعمليات الري. أما في المملكة المتحدة وهي قطر ذو أمطار صيفية غزيرة فإن حوالي 1% من مجمل استعمال المياه يذهب للزراعة. ومعظم هذه الكمية تُستعمل في عمليات الري بالرش، وذلك لبضعة أيام فقط أثناء فصل الصيف. ولمزيد من التفاصيل عن موضوع أنظمة الري

الصناعة
الاستعمال الوحيد الكبير للماء هو في الصناعة. ويلزم حوالي 144,000 لتر من الماء لعمل طن متري واحد من الورق. ويستعمل أرباب الصناعة حوالي 10 لترات من الماء لتكرير لتر واحد من النفط.

تسْحَب المصانع في الولايات المتحدة حوالي 600 بليون لتر من الماء يوميًا من الآبار والأنهار والبحيرات. وتُعتبر هذه الكمية معادلة لحوالي 52% من كميات الماء المستعمل في الولايات المتحدة.

وبالإضافة لهذا تشتري العديد من المصانع الماء من إدارات المياه في المدن. وتستعمل الصناعة في إنجلترا وويلز 80% من مجمل كميات المياه المستعملة هناك.

وتستعمل الصناعة الماء بعدة طرق، فهي تستعمله في تنظيف الفاكهة والخضراوات قبل تعبئتها أو تجميدها. ويستعمل مادة أساسية في المشروبات الغازية والأطعمة المعلبة المحفوظة ومنتجات عديدة أخرى وفي تكييف الهواء وتنظيف المصانع أيضًا. ولكن معظم كميات المياه المستعملة في الصناعة يتم استعمالها في عمليات التبريد. فمثلاً يبرد الماء البخار المستعمل في إنتاج القدرة الكهربائية من حرق الوقود، كما يقوم بتبريد الغازات الساخنة الناتجة عن عمليات تكرير النفط. ويبرد الفولاذ الساخن في مصانع الفولاذ.

ومع أن الصناعة تستعمل كميات وفيرة من الماء، إلا أن نحو 2% فقط من هذا الماء يعتبر مستهلكًا مهدرًا. ويعاد معظم الماء المستعمل في عمليات التبريد ثانية إلى الأنهار والبحيرات التي أُخذ منها أصلاً. والماء المستهلك في الصناعة هو ذلك الماء المضاف للمشروبات الغازية والمنتجات الأخرى. وكذلك كميات الماء القليلة التي تتحول إلى بخار أثناء عمليات التبريد.

توليد الكهرباء
يستعمل الناس الماء أيضًا في إنتاج القدرة الكهربائية اللازمة لإضاءة منازلهم وتشغيل مصانعهم. وتقوم محطات توليد القدرة الكهربائية باستعمال الفحم الحجري أو أي وقود آخر لتحويل الماء إلى بخار. ويؤمّن البخار الطاقة اللازمة لتشغيل الآلات التي ستنتج الطاقة الكهربائية. وتستخدم محطات توليد القوة الكهرومائية طاقة المياه الساقطة من الشلالات والسدود لتدوير التوربينات التي تدفع بدورها مولدًا لإنتاج الكهرباء.

قانون المياه، سياسة المياه، أزمة المياه

نقص المياه. لاتحصل مناطق عديدة من العالم على أمطار كافية، وتعاني نقصًا ثابتًا ودائمًا في المياه. كما أن مناطق أخرى عديدة تتلقى طبيعيًّا كميات كافية من الأمطار، إلا أنها يمكن أن تتعرض فجأة إلى سنوات من الجفاف. ويكون المناخ متقلبًا خصوصًا في المناطق التي تسقط عليها أمطار خفيفة. وتتعرض مثل هذه المناطق لسلسلة من سنوات الجفاف المدمرة.

في ثلاثينيات القرن العشرين، تأثر الجزء الجنوبي الغربي من الولايات المتحدة الذي يعتبر منطقة جافة، لأطول فترات من الجفاف في تاريخه. وأدت الرياح لكنس التربة الجافة وسببت عواصف ترابية عاتية. وأصبح معظم المنطقة معروفًا باسم العواصف الغبارية، واضطرت مئات من عائلات المزارعين لهجر منازلها.

تتعاقب فترات هطول أمطار قليلة مع فترات أمطار غزيرة من سنة لأخرى ومن مكان لآخر. وفي ثمانينيات القرن العشرين أصاب الجفاف مناطق في الأرجنتين، وأستراليا، والبرازيل وإثيوبيا، وباراجواي، وأروجواي، وكثيرًا من الأقطار الأخرى. وفي الوقت ذاته اجتاحت فيضانات قوية بعض أجزاء من بنغلادش والصين والهند وأقطار أخرى.و تعاني مناطق عديدة نقص الماء لأن السكان لا يهيئون أنفسهم لمواجهة فترات يقل فيها المطر عن المعتاد. وكان من الممكن أن يتوقف نقصان الماء هذا وتتم السيطرة عليه لو أن الناس أنشأوا بحيرات صناعية أو خزانات ووسائل أخرى تنجيهم من الجفاف.

خلال ستينيات القرن العشرين، انخفض معدل هطول الأمطار في شمال شرقي الولايات المتحدة إلى ما دون معدله الطبيعي لعدة سنوات، وكان على كثير من المدن أن تحد من استعمال الماء. وعانت مدينة نيويورك بشكل خاص وذلك بسبب كثافتها السكانية العالية. وبهدف المحافظة على الماء أوقف السكان استعمال مكيفات الهواء التي تعمل بالماء وتركوا مروجهم تذبل، وحدّت المطاعم من تقديم الماء للزبائن وأعلنت المدينة منطقة منكوبة. ونشأت مشاكل مدينة نيويورك لكونها لاتملك خزانات مياه ولاشبكات توزيع كافية ولا وسائل أخرى لإمداد المدينة بالماء خلال فترات الأمطار الخفيفة التي تدوم طويلاً.

الماء في الثقافة

للماء دور حيوي في تقدم وبقاء الحضارة الإنسانية. وقد نهضت الحضارات الأولى في وديان الأنهار الكبيرة، في وادي النيل في مصر وشمالي السودان، ووادي دجلة والفرات في بلاد ما بين النهرين، ووادي السند في الهند وباكستان، ووادي هوانج في الصين. وأنشأت كل هذه الحضارات أنظمة ري كثيرة طورت الأرض وجعلتها منتجة.

وقد انهارت الحضارات حينما نضبت موارد المياه أو عندما أساء الناس استخدام هذه الموارد. ويعتقد كثير من المؤرخين أن سقوط حضارة السومريين في بلاد ما بين النهرين كان بسبب ضعف المهارة والخبرة في عمليات الري. فقد تركز الملح من مياه الري في الأرض بعد تبخر المياه وأخذ يتراكم في التربة. وكان من الممكن تفادي تركز الملح في التربة بغسل الملح بماء إضافي. وإذا لم يتم صرف ماء الأرض تصبح مشبعة بالماء، فقد فشل السومريون في تحقيق التوازن اللازم بين تركز الملح في التربة وبين عمليات صرف المياه منها. وأدت زيادة تركز الملح في التربة وكذلك تشبعها بالماء إلى الإضرار بالمحاصيل. ومن ثم انخفض الناتج الزراعي تدريجيًا وتفاقم نقص الغذاء. ومع انهيار الزراعة انهارت الحضارة السومرية.

شق الرومان القدماء قنوات لجر الماء، وأنشأوا القنوات والخزانات المائية في أرجاء إمبراطوريتهم، وأحالوا المناطق على طول ساحل الشمال الإفريقي إلى حضارة مزدهرة. وبعد ذهابهم طويت مشاريعهم المائية. وفي الوقت الراهن صارت بعض هذه المناطق أماكن صحراوية.

الماء في الديانات

يعد الماء في العديد من الديانات مادة طاهرة، ويتم الاغتسال بالماء للتطهر، وللتحلل من الذنوب. ففي الإسلام، يحظى الماء بمكانة كبيرة، إذ ورد في القرآن أن الماء أساس الحياة حيث ذكر تحت اسم (الماء) في 17آية كما ذكر باسم (ماء) في 34 آية، حيث قال الله تعالى : "و جعلنا من الماء كل شيء حي"، كما أن الماء يستعمل للتطهر والوضوء في كل صلاة ولغسل الأموات قبل الدفن و ان المياه عماد الحياة. وكذلك في الديانة اليهودية، يستعمل الماء للتطهر والاغتسال. وفي الديانة المسيحية، يستعمل الماء للتعميد.

تركيب الماء

روابط هيدروجينية نموذج من بين جزيئات الماء

• يتكون جزئ الماء من ارتباط ذرة أكسجين O بذرتي هيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين أحاديتين الزاوية بينهما 104.5 درجة.
• ونتيجة لكبر قيمة السالبية الكهربية للاكسچين مقارناً بالهيدروجين تنشأ بين جزيئات الماء القطبية نوعاً من التجاذب الكهربي (الإلكتروستاتيكي) الضعيف يسمي بالرابطة الهيدروجينية .

العضويات المعدلة وراثيا

العضويات المعدلة وراثيا:

 هي كائنات حية تم تعديل مادتها الوراثية بواسطة الهندسة الوراثية لتصبح أكثر تطورا وتلبية لحاجات البشرية. أي انها كائنات تم تغيير جيناتهاعن طريق البيوتكنولوجية الحديثة التي منها الهندسة الوراثية والتي تستخدم تقنيات تعرف عموما بتقنية الدنا المؤشب ولم تتم عن طريق التوليف الطبيعي أو التكاثر. حيث تتم العملية عن طريق نقل جينات منتقاة من جسم معين إلى جسم آخر من نفس النوع أو من وإلى أجسام من أنواع مختلفة مما يمنحه جينات معدّلة أو جديدة.قد تكون هده الكائنات ذات أصل حيواني أو بكتري أو نباتي. وتعرّف الكائنات الحية المحوّرة جينيا (Transgenic) وهي مجموعة ثانوية من الكائنات الحية المعدلة وراثيا بأنها كائنات تحوي دنا مدخلا نشأ في فصائل مختلفة.

لمحة تاريخية :

إن المبدأ الرئيسي المتبع في إنتاج الكائنات المعدلة وراثيا هو إضافة مادة وراثية جديدة داخل جينوم الكائن الحي فيما يسمّى بالهندسة الوراثية والذي تم تحقيقه عن طريق اكتشاف الدنا وتكوين أول بكتيريا مؤشبة في عام 1973 وكانت هذه الأخيرة عبارة عن بكتيريا قولونية إشريكية متوافرة تعمل على تقديم جين سالمونيلا خارجي. أدى هذا إلى إثارة مخاوف في المجتمع العلمي بخصوص المخاطر المحتملة التي قد تسببها الهندسة الوراثية والتي نوقشت بشكل كامل في مؤتمر أزيلومار (بالإنجليزية: Asilomar Conference). كانت إحدى التوصيات الرئيسية التي انبثقت عن هذا المؤتمر هي إنشاء مراقبة حكومية تعمل على متابعة أبحاث الدنا المؤشب إلى أن يتم اعتبار هذه التقنية آمنة؛ ومن ثم أسس هيربيرت بوير أول شركة تستخدم تقنية الدنا المؤشب ودعاها بجينيتيك وأعلنت الشركة في عام 1978 صنع سلالة إشريكية قولونية تنتج بروتين الإنسولين البشري.

في عام 1986، تم تأخير الاختبارات في مجال البكتيريا المهندسة جينيا لحماية النباتات من ضرر الصقيع (بكتيريا الجليد السالب) داخل شركة تقنية حيوية صغيرة تدعى العلوم الجينية المتطورة في أوكلاند في ولاية كاليفورنيا مرارا وتكرارا بسبب معارضي التقنية الحيوية. في نفس العام، تم إجهاض اختبار ميداني مقترح لميكروب مهندس وراثيا لبروتين مقاوم للحشرات قدمته شركة مونسانتو.

الاستخدامات :

تستخدم الكائنات المعدلة وراثيا في الأبحاث الحيوية والطبية وإنتاج الأدوية الصيدلانية والعلاجات التجريبية (مثال: العلاج الجيني) والزراعة (مثال: الأرز الذهبي). لا يدل مصطلح "الكائن المعدّل وراثيا" باستمرار -ولكنه قد يتضمن- الإدخالات الموجهة للجينات من فصيلة لأخرى. على سبيل المثال فإن جينا مأخوذا من قنديل البحر يرمّز بروتينا مشعا يدعى بالبروتينات الفلورية الخضراء (بالإنجليزية: GFP) والذي يمكن ربطه فيزيائيا ومن ثم مشاركة تعبيره مع جينات الثدييات لتحديد موقع البروتين الذي تم ترميزه بواسطة جين GFP المُعلَم في خلية الثدييات. تعتبر مثل هذه الطرق وسائل مفيدة للأحيائيين في مجالات أبحاث عدة وتشمل أولئك الذين يدرسون آليات البشر والأمراض الأخرى أو العمليات الأحيائية الأساسية في حقيقيّة النواة أو الخلايا أولية النواة.

بغرض تأريخ أوسع وأكثر تطبيق مثير للجدل في تقنية التعديل الوراثي والذي هو عبارة عن المحاصيل الغذائية التي تحميها براءة الاختراع وتتميز بمقاومة مبيدات الأعشاب التجارية أو قدرتها على إنتاج بروتينات المبيد الحشري من داخل النبات أو بذور السمات المكدسة بالإنجليزية: Stacked Trait التي بإمكانها القيام بالأمرين معا فإن ملكية أكبر حصة من المحاصيل المعدلة وراثيا المزروعة عالميا تعود إلى شركة مونسانتو الأمريكية. في عام 2007 فإن تقنيات شركة مونسانتو المميزة قد تمت زراعتها على مساحة 246 مليون هكتارا (1,000,000 كم مربع) عبر العالم بنسبة نمو بلغت 13 بالمئة زيادة عن عام 2006.

في سوق الذرة، تعتبر الذرة ثلاثية الكومة (Triple-Stack Corn) التي تنتجها شركة مونسانتو- والتي تجمع بين تقنية مكافحة الحشائش المعروفة باسم Roundup Ready 2 وبين مكافحة حشرات حفار الذرة ودودة الجذر من YieldGard هي المنتج الرائد في السوق الأمريكي. قام مزارعو الذرة في الولايات المتحدة بزراعة ما يربو على 32 مليون فدانا (130,000 كم مربعا) من الذرة ثلاثية الكومة في عام 2008  ومن المتوقع أن تتم زراعة هذه الذرة في مساحة 56 مليون فدانا (230,000 كم مربعا) في بين عامي 2014 و2015 أما في سوق القطن فقد تمت زراعة القطن الأمريكي بولغارد|| مع قطن Round Ready Flex في مساحة تبلغ تقريبا 5 ملايين فدان (20,000 كم مربعا)

وفقا للوكالة الدولية لاعتماد التطبيقات التقانية الحيوية الزراعية (بالإنجليزية:International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA)) فإن من بين 14 مليون مزارع تقريبا يقومون بزراعة المحاصيل المعالجة باستخدام التقنية الحيوية في العام 2009 تشكّل نسبة 90% منهم مزارعين يفتقرون للموارد في بلدان العالم النامية. تشمل هذه النسبة 7 ملايين مزارع في مناطق زراعة القطن في الصين وما يقارب 5.6 مليون من المزارعين الصغار في الهند (يقومون بزراعة قطن BT المعدل وراثيا) و 250,000 مزارع في الفيليبين بينما تقوم النساء اللواتي يعتمدن زراعة الكفاف في جنوب أفريقيا بزراعة القطن المعدل وراثيا والذرة وفول الصويا؛ وقامت دولة نامية أخرى بزراعة المحاصيل المعدلة وراثيا في عام 2009. كما ويمكن اعتبار ما يقارب 10 ملايين من المزارعين الصغار ومحدودي الموارد منتفعين ثانويين من القطن المعدل وراثيا في الصين. تضاعفت القيمة التجارية العالمية للمحاصيل التي تمت زراعتها عن طريق التقنيات الحيوية في عام 2008 وقدرت قيمتها ب130 مليار دولار أمريكي.

تقوم وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) في الولايات المتحدة بتقديم تقارير حول المساحة الكلية التي تحتلها الأصناف الزراعية المعدلة وراثيا. ووفقا لخدمة الإحصاءات الزراعية الوطنية فقد قامت الولايات المتحدة بنشر الإحصاءات التالية في لوائحها والتي تعبر عن نسبة زراعة الأصناف المعدلة وراثيا حيث: تمثل الذرة المعدلة وراثيا ما نسبته 81-86 بالمئة من مساحات الذرة المزروعة و تحتل الصويا المعدلة وراثيا 88-90 بالمئة من المساحة الكلية المزروعة بفول الصويا أما القطن المعدل وراثيا فيحتل 81-93 من المساحات الكلية المزروعة بقطن أبلاند (وتعتمد هذه الإحصاءات على السنة التي تمت فيها الدراسة)

لا تقوم وزارة الزراعة الأمريكية بجمع بيانات المناطق العالمية بل تعمل إدارة الأغذية والأدوية الأمريكية (بالإنجليزية:ISAAA) على تقديم تقييمات عن نسب المحاصيل المعدلة وراثيا ويمكن الاطلاع عليها في التقرير الذي يحمل عنوان: "الأوضاع العالمية للمحاصيل التجارية المحورة وراثيا:2007".

أصبحت الحيوانات المعدلة وراثيا ذات أهمية تجارية أيضا ففي السادس من فبراير عام 2009 وافقت الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء على أول دواء معدل وراثيا للاستخدام في حالة الإنسان وتم استخلاصه من ماعز معدل وراثيا. يعتبر دواء ATryn عقارا مضادا للتجلط يعمل على تقليل احتمالية حدوث جلطات الدم خلال العمليات الجراحية أو الولادة ويتم استخلاصه من حليب الماعز.

اكتشاف الكائنات المعدلة وراثيا :

يتم إجراء فحص الكائنات المعدلة وراثيا في الأغذية والأعلاف روتينيا باستخدام التقنيات الجزيئية مثل مصفوفات الدنا المجهرية أو تفاعل البوليميراز المتسلسل ذي الوقت الحقيقي (qPCR). يمكن إجراء الفحص اعتمادا على فرز العناصر (مثل p35S tNos و pat bar) أو العلامات المرتبطة بالحدث كما في حالة كائنات معدلة وراثيا معترف بها (مثل Mon810 وBt11 وGT73). تجمع الطرق التي تعتمد على المصفوفات بين تفاعل تسلسلي بوليميرازي متعدد Multiplex PCR وتقنيات المصفوفة لفحص عينات تخص كائنات مختلفة يحتمل أن تكون معدلة وراثيا. كما وتجمع بين طرق مختلفة (فرز العناصر وعلامات مرتبطة بالنبات والعلامات المرتبطة بالحدث). تستخدم تقنية qPCR للكشف عن أحداث معينة خاصة بالكائنات المعدلة وراثيا عن طريق استخدام مشرعات معينة (Primer) لفرز العناصر أو العلامات المرتبطة بالحدث. من الواجب وضع ضوابط شاملة لتجنب أي نوع من نتيجة اختبار قد تكون موجبة أو سلبية زائفة ومن الضروري أيضا إجراء فحص فيروس تبرقش القنبيط (CaMV) لتجنب أي نتيجة موجبة زائفة اعتمادا على تلوث العينة بالفيروس.

الجراثيم المحورة وراثيا :

كانت البكتيريا أول كائنات حية يتم تعديلها وراثيا في المختبر وذلك بسبب بساطتها جينيا وتم استخدام هذه الكائنات الحية الآن لأغراض متعددة وهي ذات أهمية خصوصا في إنتاج كميات كبيرة من البروتينات البشرية الخالصة لاستخدامها لأغراض طبية.

تستخدم البكتيريا المعدلة وراثيا لإنتاج بروتين الإنسولين لعلاج داء السكري كما واستخدمت البكتيريا لإنتاج العوامل المخثّرة لعلاج مرض النزف الدموي (الهوموفيليا) وهرمون النمو البشري لعلاج أشكال مختلفة من التقزّم.

الحيوانات المحوّرة وراثيا :

تستخدم الكائنات التي تحوي دنا متغيرا كنماذج تجريبية لإنجاز التعبير المظهري )بالإنجليزية ( Phenotypic ولإجراء الاختبارات في الأبحاث الطبية الحيوية. وتتضمن التطبيقات الأخرى إنتاج الهرمونات البشرية مثل الإنسولين.

ذبابات الفاكهة :

تستخدم ذبابات الفاكهة المحوّرة جينيا (باللاتينية: Drosophila Melanogaster) في الأبحاث الحيوية وذلك لأنها تمثل كائنات نموذجية لدراسة تأثيرات التغيرات الجينية على التطور. عادة ما تكون لذبابات الفاكهة أفضلية عن الحيوانات الأخرى بسبب دورة حياتها القصيرة وانخفاض متطلبات الحفاظ عليها وكونها تمتلك جينوما بسيطا نسبيا مقارنة بفقاريّات عديدة.

الثدييات :

تمثل الثدييات المعدلة وراثيا صنفا مهما من الكائنات المعدلة وراثيا فغالبا ما تستخدم الفئران ذات الدنا المتغير في دراسة الاستجابات الخليوية والنسيجية للأمراض.

في عام 1999، قام العلماء في جامعة غويلف في أونتاريو بكندا بإنتاج خنزير معدل وراثيا سمي بـEnviropig. ينتج هذا الخنزير فوسفورا أقل بنحو 30 إلى 70.0 بالمئة في الروث الذي يخرجه اعتمادا على عمره وعلى الغذاء الذي يتناوله. في فبراير من العام 2010، قررت مؤسسة بيئة كندا أن هذه الخنازير تلبي شروط قانون حماية البيئة الكندي ومن الممكن إنتاجها خارج سياق الأبحاث في مرافق يمكن مراقبتها بحيث يتم فصلها عن باقي الحيوانات.

في عام 2009، أعلن علماء في اليابان بأنهم قد نجحوا بنقل جين داخل فصائل الرئيسيات (قرود مارموسيت) وإنتاج خط ثابت لتناسل القردية ذات الدنا المتغير للمرة الأولى.

اللاسعات :

إن اللاسعات مثل الهيدرا وشقائق نعمان البحر المسماة نجيمة شقائق نعمان البحر (Nematostella Vectensis) قد أصبحت كائنا نموذجيا محببا لدراسة تطور المناعة وبعض العمليات التطورية. مثّل تطوير إجراءات إنتاج هيدرات متغيرة جينيا بشكل ثابت وشقائق نعمان البحر باستخدام الحقن المجهري الجيني إنجازا تقنيا هاما.

الأسماك :

يمتلك السمك المعدل وراثيا محفّزات تقود إنتاجا أعلى لهرمون النمو الخاص بكل الأسماك وأدى هذا لتطوير نمو شديد في فصائل متعددة والتي تشمل السلمونيات salmonids  وأسماك الكاربوالبلطي.

العلاج الوراثي :

يستخدم العلاج الوراثي  الفيروسات المعدلة وراثيا لتوصيل الجينات التي بإمكانها علاج الأمراض إلى خلايا الإنسان. بالرغم من العلاج الجيني لا يزال حديثا نسبيا غير أنه قد حقق بعض النجاح فقد استخدم لعلاج الأمراض الوراثية مثل العوز المناعي المشترك الشديد كما وتم تطوير علاجات لمجموعة من الأمراض المستعصية الحديثة مثل التليف الكيسي وفقر الدم المنجلي والحثل العضلي تستهدف تقنية العلاج الجيني المستخدمة حاليا الخلايا غير التناسلية فقط مما يعني أن أي تغيرات يقدمها العلاج لا يمكن نقلها إلى الجيل التالي. إن العلاج الجيني الذي يستهدف الخلايا التناسلية -ويسمى "علاج الخط الجرثومي الجيني- هو محط خلاف ومن غير المحتمل أن يتم تطويره في المستقبل القريب.

النباتات المحورة وراثيا :

تمت هندسة النباتات متغيرة الدنا بغرض امتلاك سمات traits عديدة ومرغوبة تتضمن مقاومة الحشرات ومبيدات الأعشاب أو الظروف البيئية القاسية وتحسين فترة حفظ المنتج إضافة إلى القيمة الغذائية المضافة. منذ تمت أول زراعة للنباتات المعدلة وراثيا بغرض استخدامها لأغراض تجارية في عام 1996 فقد تم تعديلها لكي تكون أكثر تسامحا مع مبيدات الكلوفوسينيت (بالإنجليزية: Glufosinate) و الغليفوسات (بالإنجليزية:Glyphosate) بهدف جعلها أكثر مقاومة لضرر الفيروسات كما في حالة البابايا المعدلة وراثيا والمقاومة لفيروس التبقع الحلقي وتنمو هذه الفاكهة في هاواي وتنتج سم BT وهو مبيد حشري يتسم بالفعالية.

إن معظم النباتات المتنوعة متغيرة الدنا التي تنمو اليوم تعرف بالجيل الأول متغير الدنا وذلك لأن السمات الخاصة بمتغير الدنا تفيد المزارعين. أما نباتات الجيل الثاني فإنها يجب أن تفيد المستهلك مباشرة في تعزيز التغذية والطعم والقوام وغيرها من الخواص؛ كما وتم تطوير الجيل الثاني من هذه النباتات عن طريق معاهد البحث العلمي العامة والشركات الخاصة أيضا. لا توجد حاليا تلك المجموعة المتنوعة من النباتات متغيرة الدنا في الأسواق حيث تم تطوير البطاطا الحلوة المعدلة وراثيا باستخدام البروتين والمغذيات الأخرى بينما تمت مناقشة إمكانية استخدام الأرز الذهبي الذي يطوره معهد أبحاث الأرز الدولي كعلاج محتمل لنقص فيتامين أ. في يناير عام 2008، قام العلماء بتعديل جزرة وراثيا بحيث تنتج الكالسيوم لتصبح علاجا محتملا لنخر العظام، على أي حال، سيحتاج الناس إلى تناول كيلوجرام ونصف من الجزر يوميا للوصول إلى كمية الكالسيوم المرغوبة لتحقيق العلاج.

النباتات المتصلة ببعضها وراثيا :

الكائنات المتصلة ببعضها وراثيا أو التي قد تسمى داخلية التكوين هي تسمية أطلقت بالمنتج الخاص بفئة من النباتات المهندسة وراثيا، وقد تم اقتراح مجموعة من البرامج التصنيفية والتي تقوم بترتيب المتعضيات المعدلة وراثيا اعتمادا على طبيعة التغييرات الوراثية التي تم تقديمها بدلا من عملية الهندسة الوراثية.

بينما تم تطوير بعض النباتات المعدلة وراثيا عن طريق تقديم الجين الذي ينشأ من فصائل متباعدة ومتنافرة جنسيا في الجينوم العائل فإن النباتات المتصلة وراثيا تحوي جينات تم عزلها إما مباشرة من الفصائل العائلة أو من الفصائل المتنافرة جنسيا. يتم تقديم الجينات الجديدة باستخدام طرق الدنا المؤشب ونقل الجين. يأمل بعض العلماء بأن تكون عملية الموافقة على النباتات المتصلة جينيا أبسط من مثيلتها المحوّرة وراثيا مع بقائها ظاهرة برغم ذلك.

الغاية من التعديل الوراثي :

تحسين الخصائص الزراعية: قد يتعلق الأمر بمقاومة فيروسات أو البكتيريا أو الفطريات أو الحشرات الضارة، أو بالقدرة على استيعاب الآزوتي وبالتالي تقليص كميات المواد الكيميائية والتقليص بالتالي من كلفة الإنتاج. تسهيل إنتاج البذور الهجين. تحسين إمكانيات تصبر الفواكه مما يمكن أيضا من قطف اغلل في وقت مبكر مع احترام المقتضيات المتعلقة بالنقل والتوزيع. تحسين القيمة الغذائية للأغذية. إنتاج تركيبات للاستعمال في مجال الأدوية.

العملية الحيوية :

إن استخدام الكائنات المعدلة وراثيا قد تسبب في إطلاق شرارة خلاف ملحوظ في مجالات عدة حيث ترى بعض المجموعات أو الأفراد بأن توليد واستخدام مثل هذه الكائنات هو تدخل غير مقبول في الحالات الحيوية أو العمليات التي تطورت طبيعيا خلال فترة طويلة من الزمن بينما انشغل البعض الآخر بالضوابط التي يضعها العلم الحديث على هذا التعديل وذلك بهدف الوصول إلى فهم شامل للانقسامات السلبية المحتملة التي قد يحدثها التلاعب بالمورثات.

الاختبارات المتعلقة بالتعديل الوراثي :

يسلط مقال بعنوان: "مطلوب: بذور محورة وراثيا لدراستها" لبروس ستاتز على قصة لعشرين عالما عارضوا القيود على الأبحاث التي طرحتها الشركات المنتجة للبذور المحورة وراثيا مثل DuPont ومونسانتو و Syngenta. في فبراير 2009 وبعد أن حذر علماء وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) من "أن هذه الصناعة قد جعلت من التحليل المستقل للمحاصيل المحورة جينيا أمرا مستحيلا"، وافقت الرابطة الأمريكية لتجارة البذور (ASTA) على "السماح بإعطاء الباحثين مزيدا من الحرية لدراسة آثار محاصيل الغذاء المعدل وراثيا". أبقى هذا الاتفاق عددا كبيرا من العلماء متفائلين بخصوص المستقبل ولكن يصبح هذا التفاؤل أقل حيال واقع إن كانت هذه الاتفاقية قادرة على "تعديل بيئة بحثية مليئة بالعوائق والشك".

الكائنات متغيرة الدنـا :

يعتبر احتمال حدوث آثار غير مرئية على المستوى المحلي والعالمي كنتيجة لتكاثر الكائنات متغيرة الدنا جدلا آخر ذا أهمية، وقد نوقشت المسائل الأخلاقية المتصلة بالأبحاث الوراثية في مقال عن الهندسة الوراثية.

أثار بعض المنتقدين للتعديل الوراثي مخاوف من أن نباتات المحاصيل التي يتم تكثيرها تقليديا من الممكن أن يتم تلقيحها خلطيا (مربي) cross-pollinated (bred) باستخدام لقاح النباتات المعدلة حيث يمكن نشر غبار الطلع عبر مساحات واسعة عن طريق الرياح والحيوانات والحشرات. في عام 2007، قامت وزارة الزراعة الأمريكية بتغريم شركة سكوتس ميراكل-غرو بالإنجليزية: Scotts Miracle-Gro مبلغا بقيمة 500.000 دولار أمريكي وذلك عندما تم اكتشاف أن المادة الوراثية المعدلة المأخوذة من الأكاسيا الرئدية –وهي عشب يستخدم في تغطية ملاعب الجولف-كانت شركة سكوتس تجري اختبارات عليها موجودة في نباتات أخرى قريبة من نفس الجنس (جنس أغروستيس) وأعشاب أخرى أصلية في محيط يبلغ مداه 21 كم (13 ميلا) عن ميدان الاختبار وقد أطلقت هذه المادة في الجو عندما تم قص العشب الطازج في مهب الريح.

أشار أنصار الكائنات المعدلة وراثيا إلى أن العملية التي تسمى بالتهجين ليست بالحديثة فنفس الشيء يحدث مع أي صنف محصول جديد متاح للتلقيح حيث يمكن تهجين السمات الجديدة التي تم إنتاجها في محاصيل نباتات مجاورة لنفس الأنواع وفي بعض الحالات قد تكون هذه الأنواع من النوع البري وثيق الصلة بها. يشير المدافعون عن تقنية التعديل الوراثي إلى أن كل محصول معدل وراثي يخضع للتقييم حالة بحالة لتحديد إن كانت هناك أي مخاطرة متعلقة بتهجين السمات المعدلة وراثيا في مجموعات من النباتات البرية. ولا تعتبر حقيقة أن النبات المعدل وراثيا قد يتم تهجينه مع نبات آخر بري ذي صلة مخاطرة في حد ذاتها ما لم يكن لمثل هذا التهجين أثر سلبي. في حالة إن تم تهجين سمة مقاومة مبيدات الأعشاب في نبات بري ذي صلة فيمكن التنبؤ أن مثل هذا الأمر لن يكون له أي آثار إلا في المناطق التي يتم رش المبيدات فيها كالمزارع مثلا، وإذن يمكن أن يتدبر المزارع أمره عن طريق تدوير المبيدات في هكذا حالة.

يمول الاتحاد الأوروبي برامج بحثية مثل كو-إكسترا تبحث في خيارات وتقنيات التعايش بين الكائنات المعدلة وراثيا والمزارع بمفهومها التقليدي وتشمل هذه الأبحاث استراتيجيات الاحتواء الحيوي و ضوابط أخرى لمنع التهجين والسماح بتطبيق فكرة التعايش. إذا ما تم تهجين الجينات التي لها براءة اختراع -ولو عن طريق الخطأ- في مجالات اقتصادية أخرى وقام شخص ما باختيار النباتات المهجنة بقصد الزراعة المتتابعة فإن لحامل البراءة الحق بالتحكم في استخدام المحاصيل التي تنتج عن مثل هذه العملية وقد دعم هذا القانون في القضاء الكندي في قضية مونسانتو كندا ضد سكميسر.

المدمر والخائن :

يعتبر الجدل الخاص بالتقنية التي تسمى "حماية التقنية" وفي راوية أخرى "المدمّر" أحد أكثر أنواع الجدل المثبتة حول هذا الموضوع.  قد تسمح هذه التقنية غير التجارية بإنتاج محاصيل الجيل الأول والتي لن تنتج بذورا في الجيل الثاني وذلك لأن النباتات ستنتج بذورا عقيمة. تمتلك شركة دلتا وأرض الصنوبر بالاشتراك مع وزارة الزراعة الأمريكية حقوق اختراع التقنية الجينية المعروفة باسم "المدمر" وقد ابتاعت شركة مونسانتو هذه الشركة في أغسطس عام 2006. وبنفس الطريقة تقريبا فإن التقنية الخاصة بالسمة الافتراضية والتي تدعى بالجين الإنهائي (بالإنجليزية: Genetic Use Restriction Technology) وتعرف أيضا بالخائن أو T-guts تتطلب تطبيق المادة الكيماوية للمحاصيل المعدلة وراثيا لتنشيط السمات المهندسة وراثيا. وتهدف هذه التقنية للحد من انتشار النباتات المعدلة جينيا وإلزام المزارعين بالدفع سنويا لإعادة تفعيل السمات المهندسة وراثيا في محاصيلهم. تعمل شركات مثل مونستانتو وأسترا زينيكا على تطوير تقنية GURT .

إضافة إلى حماية تقنية الملكية تجاريا في محاصيل التلقيح الذاتي مثل فول الصويا (وهي مسألة ما زالت مستمرة عموما) فإنه يوجد غرض آخر للجين المدمر وهو منع هروب السمات المعدلة وراثيا من محاصيل التلقيح الخلطي إلى أنواع برية عن طريق تعقيم أي نباتات هجينة تنتج عن هذه العملية. إن بعض الجماعات المناصرة للبيئة -برغم اعتبارها أن تهجين النباتات المعدلة وراثيا هي عملية خطرة- قد شعرت أن هذه التقنية قد تمنع إعادة استخدام البذور من جهة المزارعين الذين يقومون بزرع مثل هذه الأصناف المدمرة في العالم النامي ما هي ظاهريا إلا وسيلة لاختبار إدعاءات أصحاب براءة الاختراع ومع هذا فقد رحبت الجماعات البيئية بالجين المدمر كوسيلة لمنع المحاصيل المحورة وراثيا من الاختلاط مع المحاصيل الطبيعية.

غالبا ما استخدمت البذور المهجنة في الدول المتقدمة قبل إنتاج المحاصيل المعدلة وراثيا بفترة طويلة؛ وبما أنه لا يمكن الاحتفاظ بالبذور المهجنة تعتبر عملية شراء بذور جديدة كل عام عملية زراعية متعارف عليها.

هناك تقنيات تتطور وتحتوي جينات معدلة وراثيا بطرق بيولوجية ويمكن لها أن تعطي بذورا مثمرة باستخدام وظائف ترميم الخصوبة. تم تطوير مثل هذه الطرق بواسطة برامج أبحاث يرعاها الاتحاد الأوروبي وتعتبر برامج كو-إكسترا وترانسكونتينر من ضمنها.