«Коммерческая биотехнология» начинает публикацию перевода брошюры
Ecological impacts of genetically modified crops
Experiences from ten years of experimental field research and commercial cultivation
Olivier Sanvido, Michele Stark, Jorg Romeis and Franz Bigler
Agroscope Reckenholz-Tanikon Research Station (ART), October 2006

Экологические эффекты генетически модифицированных культур
Результаты десятилетнего опыта полевых испытаний и коммерческого культивирования

От редакции ART

Швейцарский экспертный комитет по биобезопасности (Swiss Expert Committee for Biosafety, SECB) занимается разработкой рекомендаций по вопросам охраны здоровья людей и окружающей среды при использовании биотехнологии и генной инженерии. Вследствие этого функциями SECB являются консультирование официальных органов по поводу выдачи разрешений на проведение полевых испытаний и коммерческое культивирование генетически модифицированных (ГМ) культур, а также издание официальных положений по аспектам безопасности ГМ культур.

SECB уполномочил Agroscope Reckenholz-Taenikon Research Station (ART) провести обработку существующих научных данных по экологическим эффектам культивируемых в коммерческих масштабах ГМ культур. Это позволит специалистам Комитета использовать результаты выращивания ГМ культур в мировых масштабах как основу для разработки соответствующих рекомендаций.

Настоящее исследование посвящено изучению возможных эффектов, оказываемых на окружающую среду устойчивой к насекомым-вредителям кукурузы и нечувствительных к гербицидам сои и рапса – трех ГМ культур, представляющих наибольшую важность для сельского хозяйства Швейцарии. Основными источниками информации послужили рецензируемые научные журналы, научные книги и отчеты международных организаций.

Мы считаем, что предлагаемое исследование предоставляет всесторонний научно обоснованный анализ международной ситуации касательно возможных эффектов, оказываемых ГМ культурами на окружающую среду. В то же время мы сожалеем, что бОльшая часть данных получена не в результате коммерческого культивирования, а при проведении крупномасштабных полевых испытаний ГМ сельскохозяйственных растений. Недостаток данных о коммерческом культивировании обусловлен по большей части тем, что в большинстве стран, практикующих выращивание ГМ культур, отсутствуют законодательные требования по контролю за ГМ продукцией. Более того, традиционные методы ведения сельского хозяйства в этих странах значительно отличаются от применяемых в Швейцарии подходов, что делает практически невозможным адаптацию данных, особенно при отсутствии официально признанных международных правил сравнения экологических эффектов ГМ культур в контексте современных сельскохозяйственных систем.

Некоторые члены Комитета предпочли бы более сильный акцент на неопределенностях и пробелах в знаниях, а также на дискуссиях, ведущихся в научной среде по поводу интерпретации научных данных. Однако представленная работа не отражает точку зрения всех членов Комитета, в котором существует меньшинство, не согласное с выводом, согласно которому существующие на настоящий момент данные не обеспечивают научного доказательства того, что культивация ГМ культур в коммерческих масштабах не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду.

Тем не менее, мы считаем, что обработка информации о глобальном опыте выращивания ГМ культур, проделанная в ходе данного исследования с учетом «принципа предосторожности» и в интересах стабильного развития сельского хозяйства в Швейцарии, принесет Комитету определенную пользу. Мы надеемся, что результаты работы внесут свой вклад в громкие дискуссии по поводу пользы и риска, связанных с выращиванием ГМ культур.

Август 2005
Швейцарский экспертный комитет по биобезопасности (SECB)

Резюме

С тех пор как в 1996 году началось коммерческое выращивание ГМ культур, общая засеиваемая ими площадь непрерывно увеличивается и на 2005 год составляла уже 90 миллионов гектар. ГМ культуры в настоящее время выращиваются 8,5 миллионами фермерских хозяйств в 21 странах, причем 90% этих хозяйств находится в развивающихся странах. Около 95% засеваемой ГМ культурами площади принадлежит пяти странам (США, Аргентина, Бразилия, Канада и Китай). Основной ГМ культурой на настоящий момент является соя, после которой, по объему выращивания, следуют кукуруза, хлопок и рапс. Толерантность к гербицидам является доминирующим признаком генетически модифицированных культур. В то же время среди коммерциализированных сортов кукурузы и хлопка имеются представители, устойчивые к насекомым-вредителям.

Беспокойство широкой общественности вызывает вопрос о возможных отрицательных эффектах, оказываемых культивированием ГМ растений на окружающую среду. Специалисты Agroscope Reckenholz-Taenikon Research Station (ART) получили от Швейцарского экспертного комитета по биобезопасности задание провести анализ имеющихся научных данных об экологических эффектах ГМ культур, полученных в результате проводимых в течение последних десяти лет полевых испытаний и коммерческого культивирования. Источниками данных послужили рецензируемые научные журналы; научные издания; отчеты, получаемые из стран, активно практикующих выращивание ГМ культур; а также отчеты международных организаций. Имеющейся информации касательно коммерческого культивирования было недостаточно для получения ответов на некоторые из поставленных вопросов, поэтому бОльшая часть разделов работы написана преимущественно на основе обработки результатов крупномасштабных полевых испытаний.

Авторы учитывают то, что результаты крупномасштабных полевых испытаний, так же, как нередко и данные, полученные из отчетов стран, практикующих культивирование ГМ растений, должны с большой осторожностью переноситься в условия малых сельскохозяйственных угодий, распространенных в таких странах, как Швейцария. Несмотря на это, мы считаем, что в будущем при принятии решений, касающихся потенциальных рисков выращивания ГМ культур, нелишне будет обращать внимание на имеющиеся мировые научные данные и опыт.

Безопасность выращивания ГМ культур для получения разрешения на их выращивание в коммерческих масштабах оценивается гораздо тщательней, чем безопасность обычных сортов сельскохозяйственных растений. В течение последних десяти лет во всем мире проводилась и продолжает проводиться активная работа по выявлению и оценке возможного влияния ГМ культур на состояние окружающей среды, в частности на биологическое разнообразие. В результате на настоящий момент уже собран достаточно большой массив информации, продолжающий непрерывно увеличиваться.

Доступные на сегодняшний день данные не содержат научных доказательств вреда, наносимого окружающей среде культивированием ГМ культур. Несмотря на это, целый ряд вопросов, касающихся интерпретации данных по влиянию ГМ культур на окружающую среду, вызывает противоречивые мнения и постоянно дискутируется. В некоторой степени это обусловлено тем, что для научных данных всегда характерна некоторая неопределенность, а прогнозирование потенциальных долгосрочных и кумулятивных (обусловленных накоплением) эффектов является нелегкой задачей. Причиной неопределенности может быть недостаток информации, необходимой для адекватной оценки последствий, либо невозможность решения возникающих вопросов с помощью существующих методов.

Однако, хотя некоторые продолжают настаивать на том, что на сегодняшний день мы не располагаем достаточным объемом опыта и научных знаний, ведущаяся полемика во многом обусловлена не недостатком достоверной информации, а двусмысленными интерпретациями того, что признается приемлемыми с экологической точки зрения последствиями культивирования ГМ растений. Поэтому интерпретация результатов исследований зачастую подвергается сомнениям, основанным на отсутствии четких параметров оценки экологических эффектов ГМ культур в контексте современных сельскохозяйственных подходов. Исходя из этого, очевидна необходимость разработки критериев оценки влияния ГМ культур на состояние окружающей среды, что значительно облегчило бы распорядительным органам процесс принятия решений касательно приемлемости их коммерческого культивирования.
В настоящем исследовании влияние ГМ культур на среду обсуждается с точки зрения эффектов, проявляющихся при их культивировании в условиях современного сельского хозяйства.

Независимо от того, какие сорта растений выращиваются, современные методы ведения сельского хозяйства оказывают сильное влияние на состояние всех без исключения ресурсов окружающей среды, в том числе отрицательно сказываются на биологическом разнообразии.

Есть мнение, что устойчивые к насекомым-вредителям ГМ культуры, экспрессирующие Cry-белки, изначально принадлежащие бактериям Bacillus thuringiensis (Bt), могут нанести ущерб каким-либо безвредным или даже полезным организмам.

Опубликованные результаты крупномасштабных исследований возможных непреднамеренных эффектов, оказываемых Bt-растениями на членистоногих, выявили лишь незначительный сдвиг в видовой структуре популяций насекомых, который объясняется избирательным снижением количества вредителей. На настоящий момент ни в лабораторных экспериментах, ни в полевых условиях не выявлено отрицательного влияния Bt-культур на организмы, не являющиеся непосредственными мишенями Bt-токсина. Есть доказательства того, что современные Bt-культуры оказывают гораздо менее выраженное влияние на популяцию насекомых в целом, чем большинство традиционно используемых инсектицидов. Из-за небольшой площади угодий, подвергающихся обработке инсектицидами для уничтожения кукурузного мотылька, внедрение в сельскохозяйственную практику Bt-кукурузы привело лишь к незначительному снижению количества распыляемых инсектицидов. В то же время, коммерческое культивирование Bt-хлопка значительно снизило не только объем, но и частоту обработки полей инсектицидами.

Кроме очевидных преимуществ экологического характера, таких как снижение непреднамеренных токсических эффектов и загрязнения пестицидами водных ресурсов, наглядным примером преимуществ Bt-культур является документированное улучшение состояния здоровья рабочих ферм в развивающихся странах, обусловленное отказом от распыления на хлопковых полях химических инсектицидов.

Проведена также оценка потенциального влияния Bt-токсина на почвенные организмы. Bt-токсин попадает в почву преимущественно через корневые выделения и растительные остатки. Скорость деградации и инактивации Bt-токсина зависит от температуры и типа почвы. В целом процесс деградации происходит быстро, но небольшое количество токсина (менее 2%) может сохраняться в почвенной экосистеме по окончании вегетационного периода. Bt-токсины связываются с компонентами глины и гуминовой кислотой, однако по прошествии нескольких лет культивации Bt-культур их аккумуляции в почве не наблюдается. Размер и структура популяций почвенных организмов сильно подвержены как сезонным изменения, так и колебаниям, связанным с сельскохозяйственной деятельностью (типом почвы, возрасту растений, выращиваемыми культурами, сортами и севооборотом).

Ни лабораторные, ни полевые испытания не выявили летальных или сублетальных эффектов, оказываемых Bt-токсинами на почвенных жителей: дождевых червей, ногохвосткок, клещей, мокриц и нематод. Отмечены, однако, некоторые изменения в общем количестве и популяционной структуре почвенных микроорганизмов. Экологическая значимость выявленных изменений не ясна. По той причине, что в большинстве работ не проводилась оценка нормальных пределов изменений, происходящих в сельскохозяйственных системах, трудно делать выводы о том, выходят ли вариации, наблюдаемые при сравнении выращивания обычных и Bt-культур, за пределы нормы. Результаты единственной проделанной с учетом природных вариаций работы указывают на то, что различия в состоянии почвенных экосистем, наблюдаемые при выращивании традиционных сортов, превосходят эффекты, оказываемые Bt-культурами.

Согласно общепринятому научному мнению, возможна передача генов от ГМ культур их близким родственникам, встречающимся в дикой природе. Эксперименты показали, что ГМ культуры способны спонтанно скрещиваться со своими дикорастущими родственниками, однако вероятность скрещивания не превышает аналогичных показателей для обычных сельскохозяйственных культур. Результаты нескольких работ продемонстрировали, что в редких случаях в природных условиях устойчивый к гербицидам рапс (Brassica napus) может формировать гибриды I поколения с дикой сурепкой (Brassica rapa). Вопрос о том, способно ли появление таких гибридов привести к экологически значимым изменениям в природных популяциях, остается открытым. Есть небольшая вероятность того, что дрейф генов может привести к повышенной зарастаемости полей сорняками. Однако маловероятно, что устойчивые к гербицидам сорняки создадут бОльшие сельскохозяйственные проблемы, чем обычные травы. Фермеры могут выбирать наиболее подходящие гербициды для культивирования каждой определенной культуры, а также подбирать определенные схемы севооборота для обеспечения максимально эффективного контроля над сорными травами.

На настоящий момент не зафиксировано случаев исчезновения таксонов дикорастущих растений в результате долгосрочной интрогрессии трансгенных культур в естественные популяции. Устойчивость к гербицидам не обеспечивает растениям преимуществ при произрастании в природных популяциях. В то же время устойчивость к насекомым-вредителям в некоторых случаях способствует повышению выживаемости растений и в дикой природе.

Несмотря на то, что вопрос о возможности засорения природных популяций ГМ растениями возник в самом начале дискуссии о потенциальной экологической угрозе, связанной с их культивацией, все факты свидетельствуют в пользу того, что растения современных сельскохозяйственных сортов практически не приживаются в условиях дикой природы. Нет доказательств того, что практикуемое в течение нескольких последних лет в западной Канаде масштабное культивирование устойчивого к гербицидам ГМ рапса привело к широкому распространению дикорастущих растений, несущих гены устойчивости к гербицидам. В результате двух исследований в природных популяциях обнаружены особи, устойчивые к трем и двум гербицидам, однако ни одна из проведенных работ не указывает на распространение мультирезистентных сортов. Это говорит о том, что немногочленные проникшие в естественную среду ГМ растения не являются угрозой для фермеров.

Влияние ГМ культур на методы борьбы с сорняками и насекомыми-вредителями, а также потенциальные экологические последствия их культивирования очень трудно оценить. Это обусловлено большим количеством взаимодействующих факторов, а также тем, что для большинство эффектов проявляется лишь по прошествии длительного времени. Многочисленные виды сорняков приобрели устойчивость к гербицидам задолго до появления ГМ культур. Опыт, полученный в результате культивирования ГМ культур, свидетельствует о том, что устойчивость сорняков к гербицидам в первую очередь является вопросом применяемых фермерами сельскохозяйственных стратегий, а не вопросом генетической модификации культивируемых растений.

Несмотря на активное культивирование устойчивого к гербицидам рапса, в западной Канаде не зафиксировано появления толерантных к глифосату и глюфосинату сорняков. Культивирование же ГМ сои в США за три года привело к появлению устойчивого к глифосату мелколепестника канадского (Conyza canadensis). Непосредственной причиной этого послужила проводимая в течение этого периода обработка полей исключительно глифосатом, что привело к селективному отбору устойчивых к нему особей сорняка. Таких ситуаций вполне можно избежать за счет периодического использования альтернативных гербицидов.

Внедрение ГМ культур позволило перейти от дорогостоящих комбинаций гербицидов к использованию одного из средств широкого действия, таких как глифосат и глюфосинат, традиционно считающихся наименее токсичными как для человека, так и для окружающей среды. Кроме того, культивация устойчивых к гербицидам ГМ культур часто облегчает переход к противоэрозийным методам обработки почвы, предотвращающим деградацию почвенного покрова. Согласно полученным английскими специалистами результатам, выращивание устойчивых к гербицидам сахарной свеклы и рапса приводит к уменьшению, по сравнению с традиционной практикой, объема растительной биомассы и количества некоторых беспозвоночных. Для устойчивой к гербицидам кукурузы эти параметры, наоборот, повышаются. Зафиксированные отличия связаны с особенностями методов, применяемых для борьбы с сорняками при выращивании традиционных и ГМ культур. Высокоэффективные методы, используемые при культивировании устойчивых к гербицидам сортов, ведут к снижению количества насекомых и зрелых семян сорняков. Это, в свою очередь, может приводить к уменьшению популяций птиц, питающихся насекомыми и семенами. Возможным выходом из положения в данной ситуации является внедрение методов противоэрозийного земледелия, способствующих попаданию в почву бОльшего количества семян и растительных остатков, что улучшит кормовую базу насекомых, птиц и мелких млекопитающих.

При обсуждении риска, связанного с выращиванием ГМ культур, необходимо понимать, что потребители и фермеры должны выбрать отнюдь не между потенциально опасным выращиванием ГМ культур и абсолютно безопасной альтернативой. Реальный выбор заключается в том, чему отдать предпочтение: ГМ культурам или использованию современных методов борьбы с пестицидами и насекомыми-вредителями. И то и другое может иметь как отрицательные, так и положительные последствия. Исходя из этого, для достижения максимальной безопасности необходимо сравнивать риск от внедрения метода с риском, связанным с отказом от него. Поэтому мы считаем, что для получения оптимального результата пользу и риск, связанные с выращиванием ГМ культур, необходимо сопоставить с результатами и последствиями методов культивирования традиционных сельскохозяйственных сортов.

Перевод: Евгения Рябцева,
интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/
Продолжение: Цели и содержание исследования.