О том, как влияют ГМО на видовое разнообразие.Т.В. Матвеева

Рисунок 4. Люцерна посевная (Medicago sativa)

   Полевица побегоносная (Agrostis stolonifera) (рис.5)- луговой злак, встречающийся по влажным местам в умеренной зоне Евразии. Используется как кормовое растение и газонная трава (Губанов и др., 2002).

Рисунок 5. Полевица побегоносная (Agrostis stolonifera)

   Таким образом, все три культуры используются как кормовые растения и достаточно широко распространены или в диком, или в одичалом состоянии. Эта особенность делает их наиболее проблемными в плане способности ГМР приспособиться к жизни в дикой природе.

   Возможно, по крайней мере 2 механизма утечки трансгенов в окружающую среду:

• неконтролируемое распространение семян;
• переопыление культурных растений с растущими рядом дикими видами, или нетрансгенными сортами (NASEM, 2016).

   Неконтролируемое распространение семян возможно при несвоевременном сборе урожая, или в результате потери в ходе транспортировки. Далее трансгенные растения могут распространяться вдоль обочин дорог или оросительных каналов и служить источниками трансгенной пыльцы. Наличие трансгена не повышает конкурентоспособность растений или вредоносность сорняков в отсутствие гербицида. Однако давление отбора при использовании гербицида позволяет «трансгенным популяциям» расширяться по мере удаления восприимчивых растений. Одичавшие популяции гербицидоустойчивых растений люцерны, рапса и полевицы побегоносной выживают вне культивирования, увеличиваются с давлением отбора гербицидов и продолжают быть источником трансгенной пыльцы (Knispel et al., 2008; Zapiola et al., 2008, Schafer et al., 2011).

   Исследования 2011 и 2012 годов, проведенные в Калифорнии, Айдахо и Вашингтоне позволили обнаружить устойчивую к глифосату одичавшую люцерну. Двадцать семь процентов из четырех сотен участков, где собирали растения люцерны, содержали ГМР (Greene et al., 2015). К счастью, в этих районах не встречается видов растений, с которыми может скрещиваться люцерна, чего нельзя сказать в отношении рапса или полевицы. Существует много статей о том, что ГМ рапс встречается в природных экосистемах (Pessel et al., 2001; Aono et al., 2006). Более того, он скрещивается с несколькими родственными видами (Warwick et al., 2003). Так были идентифицированы гибриды между гербицидоустойчивым рапсом (Brassica napus), и сорной популяцией B. rapa. В популяции было обнаружено несколько поколений гибридов, что указывает на неоднократную передачу трансгена в течение нескольких поколений. Однако, гибриды выглядели более слабыми, по сравнению с родительскими формами, имели пониженную жизнеспособность пыльцы. Результаты этого исследования показывают, что трансгены могут сохраняться у межвидовых гибридов, но их конкурентоспособность понижена в отсутствии гербицида.

   Что касается трансгенов из Bt-ГМР, то они были перенесены при гибридизации с родственными видами только в условиях эксперимента у подсолнечника и рапса (Snow et al., 2003; Liu et al., 2015). При этом четких тенденций в отношении жизнеспособности и продуктивности гибридов не описано. В природе гибридов с Bt не выявлено.

   Исходя из этих наблюдений, основное внимание переключили на предотвращение внутривидовых скрещиваний ГМ сортов с нетрансгенными сортами за счет применения грамотных агротехнических приемов.  Перспективным направлением контроля за этим процессом является получение форм с мужской стерильностью, которой добиваются в том числе и генно-инженерными методами.

   Суммируя все сказанное выше, можно заключить, что даже если утечка трансгена имела место, не отмечено ни одного примера неблагоприятного ее воздействия на окружающую среду, в частности на дикие родственные виды растений. В ходе многолетних исследований выявлены наиболее важные моменты, на которые следует обращать внимание в плане контроля над распространением ГМО (выявлены наиболее проблемные в этом отношении культуры и наиболее вероятные пути появления одичалых популяций, содержащих ГМО).

   Для оценки того, как инсектицидные белки могут влиять на нецелевую фауну (прежде всего насекомых) были проведены масштабные сравнительные исследования в фермерских хозяйствах США, возделывающих ГМР, и в хозяйствах, выращивающих сорта традиционной селекции. В докладе National Research Council (NRC) о воздействии на окружающую среду ГМР было изучено влияние Bt-культур на общее биоразнообразие членистоногих на фермах (NRC, 2010). В результате сделан вывод, что использование Bt-культур может способствовать повышению биоразнообразия, по сравнению с применением инсектицидов. Однако, если сравнивать с отсутствием применения инсектицидов, биоразнообразие при возделывании Bt-культур оказывается сходным с контролем, или более низким. Выводы исследования были основаны на метаанализе, в котором были синтезированы результаты большого числа лабораторных и полевых исследований, а вес доказательств зависел от размеров выборки, и некоторых других параметров (Marvier et al. , 2007; Wolfenbarger et al., 2008).

   Особый упор в исследованиях был сделан на анализ численности членистоногих, выполняющих роль хищников в пищевых цепях. Было отмечено, что в фермерских хозяйствах возделывающих ГМР, численность различных универсальных хищников не менялась, или даже увеличивалась по сравнению с традиционным сельским хозяйством, применяющим пестициды (NRC, 2010). Аналогичные исследования недавно были проведены в Китае, где было продемонстрировано увеличение численности универсальных хищников (божьих коровок, златоглазок и пауков) при возделывании Bt-хлопчатника (Lu et al., 2012). Эта закономерность распространяется и на другие культуры (кукуруза, арахис и соя) и приводит к усиленному биологическому контролю над тлей.

   Важно понимать, что отмеченный эффект возникает из-за контраста между более тяжелыми последствиями от применения инсектицидов (пиретроиды и органофосфаты) в «неорганических» хозяйствах по сравнению с хозяйствами, выращивающими ГМ-культуры без применения инсектицидов.

   Большое внимание в научных исследованиях было уделено оценке воздействия пыльцы и нектара Bt-кукурузы на медоносных пчел из-за их важной роли в опылении других культур. Был проведен метаанализ (Duan et al., 2008) двадцати пяти исследований влияния токсинов Bt на личинок и взрослых насекомых медоносных пчел. В результате не было обнаружено никаких фактов, свидетельствующих о каком-либо неблагоприятном воздействии на медоносную пчелу. Это связано с практически полным отсутствием белков Bt в нектаре и очень низким его содержанием в пыльце.  Когда медоносные пчелы подвергались действию дозы, превышающей в 50 раз таковую у Bt-кукурузы, смертности не наблюдали, но отмечены некоторые нарушения «обучения» взрослых насекомых (Ramirez-Romero et al., 2008). Дополнительные исследования в этой области могут быть оправданы, если потребуется оценить совместное влияние Bt и дополнительных стрессоров, таких как тепло, пестициды, патогены и т.д. Этот вопрос стал актуальным, поскольку стало известно о возможности синергетического взаимодействия между некоторыми токсинами (NRC, 2013).

   Много шума было вокруг негативного влияния ГМ кукурузы на популяцию бабочки монарха в США (рис. 6). Эти бабочки интересны тем, что мигрируют на тысячи километров. Во время миграций они питаются как в природных экосистемах, так и в агроценозах. Все началось с работы (Losey et al., 1999), в которой был продемонстрирован негативный эффект пыльцы Bt-кукурузы на выживаемость личинок бабочки. Далее последовали работы, результаты которых были противоречивы. В результате было выполнено масштабное исследование, профинансированное правительствами США и Канады. По его итогам стало ясно, что негативный эффект наблюдается при использовании пыльцы только одной линии кукурузы (Bt176), а большинство линий не оказывают никакого влияния на бабочку. В результате линия Bt176 была изъята из сельскохозяйственного производства (NRC, 2002).