Μερικοί 10.000 χρόνια, ο άνθρωπος άλλαξε από το κυνήγι των ζώων και τη συλλογή των σπόρων προς σπορά και κονδύλων στην άγρια φύση, να εκτρέφοντας ζώα και αυξανόμενη φυτά γύρω τους τόπους όπου έζησε.
Σε αυτή τη μακρά διαδικασία, οι άνθρωποι έχουν αλλάξει δραματικά τα ζώα και τα φυτά που αρχικά βρίσκονται στη φύση. Εξημερωμένα βοοειδή, πρόβατα, γάτες, και τα σκυλιά είναι καλά αναγνωρισμένη, αλλά μερικές φορές οι άνθρωποι δεν γνωρίζουν ότι παρόμοιες εξημέρωση έχει συμβεί με πολλά φυτά που μεγαλώνουν ως καλλιέργειες, όπως ο αραβόσιτος, σιτάρι, ρύζι, και η σόγια. Για χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι έχουν επιλέξει και διέσχισε τα φυτά που είχαν τα χαρακτηριστικά που άρεσε, όπως καλύτερη γεύση ή μεγαλύτερη απόδοση.
Αυτή η προσέγγιση έκανε ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός, όταν το 19ο αιώνα ο επιστήμονας-μοναχός Γκρέγκορ Μέντελ ανακάλυψε τους «κανόνες», με την οποία τα χαρακτηριστικά κληρονομούνται από γενιά στην επόμενη. Αργότερα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο κώδικας για τα χαρακτηριστικά των φυτών, Τα ζώα και τους μικροοργανισμούς που περιέχονται στο λεγόμενο «γονίδια», και ότι τα γονίδια αποτελούνται από γενετικού υλικού, που ονομάζουμε DNA.
Στις αρχές του 20ου αιώνα, οι καλλιεργητές φυτών ανακάλυψαν ότι μεταλλάξεις στα φυτά δεν παρατηρούνται μόνο αυθόρμητα, αλλά μπορεί επίσης να επάγεται με έκθεση φυτικού υλικού σε ακτινοβολία ή χημικές ουσίες.
Αυτό έχει γίνει μια ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική, και πολλές από τις καλλιέργειες που καταναλώνουμε κάθε μέρα λαμβάνονται με τη βοήθεια των μεταλλάξεων που προκαλούνται από χημικές ουσίες και ακτινοβολία.
Ενώ σταυρό αναπαραγωγής και προκαλείται από μεταλλάξεις είναι και θα είναι εξαιρετικά σημαντικά εργαλεία της καλλιέργειας φυτών, έχουν επίσης μια σειρά από περιορισμούς:
- Όταν ένα γονίδιο για ένα επιθυμητό γνώρισμα, όπως η αντίσταση της νόσου δεν είναι παρούσα στην πισίνα γονίδιο του αραβοσίτου για παράδειγμα,, τότε δεν θα είναι δυνατόν να διασχίσει ένα τέτοιο γονίδιο από μια άσχετη είδη όπως το σιτάρι;
- Για ορισμένες γνωρίσματα, τα γονίδια μπορεί να είναι διαθέσιμες στην πισίνα γονιδίων, πάλι για παράδειγμα, αραβόσιτος, αλλά αυτά τα γονίδια δεν εκφράζονται αρκετά για να οδηγήσει πραγματικά στο επιθυμητό γνώρισμα;
- Για ορισμένα είδη, όπως τα καρποφόρα δένδρα, σταυρός αναπαραγωγής μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες, η οποία είναι πολύ μεγάλη, αν χρειαζόμαστε χαρακτηριστικά που βοηθούν στην αντιμετώπιση των αυξανόμενων επιπτώσεων της αλλαγής του κλίματος. Για παράδειγμα, πήρε κτηνοτρόφοι μήλο πάνω 50 χρόνια για να διασχίσουν την αντίσταση κατά της ψώρα, η οποία είναι μια σημαντική ασθένεια στις μηλιές που απαιτεί πολλούς ψεκασμούς με φυτοφάρμακα ανά εποχή.
- Για άλλα είδη σταυρό αναπαραγωγής είναι εξαιρετικά δύσκολο συνολικά. Μπανάνες, για παράδειγμα, είναι στείρα και δεν έχουν σπόρους. Οι μπανάνες πολλαπλασιάζονται «αγενή», πράγμα που σημαίνει ότι για να κάνει νέες εγκαταστάσεις της μπανάνας, Τα μέρη ενός φυτού που χρησιμοποιείται υπάρχον. Όλα τα προκύπτοντα μπανάνες είναι γενετικά πανομοιότυπα.
- Οι παραδοσιακές μορφές της επιλογής μετάλλαξης με τη χρήση ακτινοβολίας ή χημικών ουσιών είναι εξαιρετικά απρόβλεπτη και μπορεί να προκαλέσει πολλές ανεπιθύμητες αλλαγές.
- Σταυρός αναπαραγωγής όχι μόνο φέρνει τα επιθυμητά γονίδια από το φυτό σε φυτό Α Β (η οποία είναι συνήθως μια «ελίτ» ποικιλία που είναι καλά προσαρμοσμένες στο τοπικό περιβάλλον) αλλά και οι δεκάδες χιλιάδες άλλα γονίδια φυτικής Α. Αυτή η λεγόμενη δυνάμεων σύνδεση drag 'βελτιωτές φυτών να ξεκινήσει μια μακρά διαδικασία της «πίσω διέλευσης".
Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί της πολλαπλής αναπαραγωγής και προκαλείται από μετάλλαξη, επιστήμονες ανέπτυξαν τις τεχνικές της δεκαετίας του 1970 που κατέστησε δυνατή την "
- προσδιορίσει ένα συγκεκριμένο γονίδιο που ευθύνεται για ένα γνώρισμα σε έναν οργανισμό,
- απομονωθεί το γονίδιο, και
- το φέρει σε φυτικά κύτταρα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται "μετασχηματισμός"
Αυτή η διαδικασία που ονομάζουμε «γενετική τροποποίηση», ή «γενετική μηχανική’ (κατά τις πρώτες ημέρες αυτής της τεχνολογίας, ήταν επίσης αναφέρεται ως «τεχνικές ανασυνδυασμένου DNA»).