Влияние экспрессирующих Cry1-белки Bt-культур на нецелевые виды членистоногих (ч.3)

Перейти к началу брошюры
«Экологические эффекты генетически модифицированных культур»

6.3.4. Влияние на травоядных насекомых

Изучение влияние Bt-кукурузы на нецелевых травоядных насекомых изучалось менее активно, чем эффекты, оказываемые на естественных врагов насекомых-вредителей. Вероятнее всего, это обусловлено тем, что большинство населяющих поля травоядных считаются потенциальными вредителями.

Белок Cry1Ab эффективен по отношению к большому количеству видов чешуекрылых, уничтожение которых не планировалось создателями Bt-сортов (Pilcher et al. 1997, Gonzales-Nunez et al. 2000, Dutton et al. 2005). В большинстве случаев этот факт признается положительным эффектом, так как позволяет ослабить дополнительные меры по защите урожая.

Некоторые травоядные, в том числе трипсы, или пузыреногие – Thysanoptera (Obrist et al. 2005) и паутинные клещики – Tetrarhynchus (Dutton et al. 2002, Obrist et al. 2006) поглощают Bt-токсины при поедании Bt-растений. Однако на настоящий момент отрицательного влияния Bt-токсинов на эти группы травоядных не зафиксировано. Более того, результаты нескольких работ указывают на то, что, так как растительные тли питаются соком растений, не содержащим Bt-токсины, ни сами тли, ни поедающие их хищники не подвергаются действию токсинов (Head et al. 2001, Raps et al. 2001, Dutton et al. 2002).

В ходе некоторых работ в полевых условиях проводилась оценка численности травоядных, однако основной целью при этом было изучение непреднамеренного воздействия на естественных врагов сельскохозяйственных вредителей (Bourguet et al. 2002, Candolfi et al. 2004, Lumbierres et al. 2004, Pons et al. 2005, Eizaguirre et al. 2006). Результаты этих работ показали, что количество особей различных видов значительно варьирует в зависимости от года и местности. При этом стойких тенденций зависимости численности от выращивания Bt-сортов не зафиксировано. Одно из исследований выявило повышенное количество обитающих на Bt-кукурузе растительных тлей, однако экспрессия Bt-токсина не может быть причиной этого (Lumbierres et al. 2004). Авторы предположили, что на процессы колонизации кукурузы растительными тлями с наибольшей вероятностью влияют такие факторы, как привлекательность растения-хозяина с питательной точки зрения. Полученные результаты не предполагают повышения экономических затрат за счет дополнительного использования инсектицидов, так как повышение численности растительных тлей наблюдается только в строго определенный период вегетативного сезона (Lumbierres et al. 2004).

6.3.5. Превращение второстепенных насекомых-вредителей в главных

Массовое размножение второстепенных насекомых-вредителей до угрожающих масштабов обычно наблюдается при применении пестицидов, уничтожающих естественных врагов, контролирующих численность видов, обычно не приносящих значительного вреда. При значительном уменьшении количества естественных врагов численность популяций этих видов может достигать значений, угрожающих нанесением ущерба урожаю (Hajek 2004).

Выращивание Bt-культур (в особенности Bt-хлопка) привело к значительному снижению масштабов использования инсектицидов широкого спектра действия (Fitt et al. 2004). В некоторых регионах выращивания Bt-хлопка наблюдалось увеличение численности некоторых травоядных (клопов-слепянок и щитников) (Riddick et al. 1998, Greene et al. 2001, Wu et al. 2002), которое, однако нельзя связывать с нарушением механизмов естественной биологической борьбы. Причиной наблюдаемого феномена, скорее всего, является замещение инсектицидов широкого спектра действия (уничтожавших представителей этих видов) Bt-культурами, токсины которых имеют избирательный механизм действия (Greene et al. 2001).

В некоторых странах при выращивании Bt-культур все же были зафиксированы вспышки массового размножения второстепенных насекомых-вредителей, что потребовало дополнительного применения инсектицидов (Whitehouse et al. 2005). Однако в целом выращивание Bt-культур оказывает положительное влияние на механизмы естественной биологической борьбы (Fitt et al. 2004, Naranjo 2005b, Whitehouse et al. 2005). Об этом свидетельствует снижение численности некоторых видов вредителей, таких как растительные тли, за счет активного размножения естественных врагов в отсутствие токсического влияния инсектицидов широкого спектра действия (Reed et al. 2001, Wu & Guo 2003).

6.4. Выводы и интерпретация полученных результатов

Результаты многочисленных работ, проведенных в последние годы, указывают на то, что экспрессируемые Bt-хлопком и Bt-кукурузой белки Cry1 более специфичны и оказывают меньше побочных эффектов на не являющихся мишенями членистоногих, чем большинство современных инсектицидов. Токсин Cry1Ab не оказывает непосредственного токсического влияния на протестированные виды членистоногих, за исключением видов, для борьбы с которыми он предназначен.

При этом Bt-кукуруза может оказывать косвенные токсические эффекты на хищников и паразитоидов, обусловленные снижением доступности и/или качества членистоногих, являющихся жертвами или хозяевами. Такое опосредованное влияние предсказуемо, так как снижение количества насекомых-вредителей является непосредственной задачей любого метода защиты урожая (O’Callaghan et al. 2005, Romeis et al. 2006). Большинство естественных врагов являются полифагами и в случае исчезновения одного из источников питания могут переключаться на другую добычу. Однако пока не до конца понятно, какое значение такие косвенные токсические эффекты имеют в контексте агроэкосистемы. В любом случае, косвенные токсические эффекты характерны не только для ГМ технологий, они проявляются при применении любого метода борьбы с вредителями, снижающего численность популяции жертв, что, в свою очередь, ведет к уменьшению количества естественных врагов (Clark et al. 2005, O’Callaghan et al. 2005, Romeis et al. 2006).

Резюме:
Влияние генетически модифицированных культур на нецелевые организмы

– результаты многочисленных экспериментальных полевых испытаний, проведенных в последние годы, свидетельствуют о том, что, по сравнению с современными инсектицидами, экспрессируемый Bt-кукурузой инсектицидный белок Cry1Ab более специфичен и оказывает меньше побочных эффектов на членистоногих, не являющихся вредителями данной культуры;

– на настоящий момент в полевых условиях не зарегистрировано отрицательного влияния, непосредственно оказываемого Bt-культурами на членистоногих, являющихся естественными врагами насекомых-вредителей. Согласно результатам экспериментальных полевых испытаний, по сравнению с влиянием традиционных методов борьбы с насекомыми-вредителями, Bt-культуры оказывают лишь незначительные преходящие эффекты;

– культивирование Bt-кукурузы может приводить к небольшим изменениям в популяционной структуре членистоногих, однако такие косвенные эффекты, опосредованные изменением качества и количества жертв, являются показателем эффективности борьбы с основными вредителями;

– результаты крупномасштабных исследований свидетельствуют о том, что культивирование Bt-кукурузы несет лишь незначительный риск для бабочек-данаид, а полученные в лабораторных условиях данные, согласно которым высокие дозы белка Cry1Ab токсичны для бабочек, не являются доказательством существования реального риска.

Перевод: Евгения Рябцева,
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/

Продолжение: Влияние генетически модифицированных культур на почвенные экосистемы