Перейти к началу брошюры «Экологические эффекты генетически модифицированных культур»

9.3. Влияние трансгенных признаков на жизнеспособность модифицированных культур и их склонность к одичанию

9.3.1. Множественная устойчивость к гербицидам особей масличного рапса, засоряющих высеваемые ему на смену культуры

Вопрос возможности дрейфа генов между различными сортами трансгенного рапса, произрастающими в подвергающихся частому воздействию человека экосистемах (таких как обочины дорог), часто поднимается в дискуссиях, посвященных экологическим эффектам генетически модифицированных культур, особенно в Канаде. В Канаде выращивается три различных типа устойчивого к гербицидам рапса, два из которых получены с помощью методов генной инженерии: сорта, устойчивые к глифосату (в 2001 ими было засеяно около 59% рапсовых полей) и глюфосинату (16%). Нетрансгеные сорта третьего типа обладают устойчивостью к имидозалинону (25%) (Beckie et al. 2004).

Считается, что обмен генами устойчивости к гербицидам между растениями разных типов может привести к появлению множественной устойчивости, что затруднит борьбу с засорением высеваемых после рапса культур. По истечении трех лет коммерческого культивирования устойчивого к гербицидам рапса на западе Канады было зарегистрировано два случая появления спонтанно высевающегося рапса, устойчивого к трем гербицидам (Hall et al. 2000), а исследование, проводимое в 11 сельскохозяйственных районах канадской провинции Саскачеван, выявило появление особей рапса, устойчивых к двум гербицидам (Beckie et al. 2003). Результаты обеих работ указывают на возможность накопления генов устойчивости к гербицидам в популяциях спонтанно высевающегося рапса. Учитывая способность масличного рапса к перекрестному опылению, большие площади рапсовых плантаций на западе Канады и возможность длительного пребывания семян в состоянии покоя, это совершенно закономерно (Hall et al. 2000, Beckie et al. 2004, Legere 2005). Чередование различных сельскохозяйственных культур, обладающих одним и тем же трансгенным признаком (например, устойчивостью к глифосату), может приводить к одновременному появлению спонтанно высевающихся растений разных видов, что обуславливает нестабильность некоторых систем земледелия (Legere 2005).

Однако на настоящий момент, учитывая семилетний опыт крупномасштабного выращивания устойчивого к гербицидам ГМ рапса в Западной Канаде, не существует доказательств того, что за этот период, за счет появления устойчивых к гербицидам растений, произошло усугубление засорения сельскохозяйственных угодий спонтанно высевающимся рапсом (Hall et al. 2005). Масштабный мониторинг сорных растений с целью выявления устойчивых к гербицидам спонтанно высевающихся популяций, сдвигов в популяционной структуре сорняков и изменений в биологическом разнообразим сорняков при культивировании устойчивых к гербицидам культур постоянно проводится на тысячах плантаций. Ограниченное количество данных о фактах появления спонтанно высевающихся растений с множественной устойчивостью к гербицидам свидетельствует о том, что этот феномен не является проблемой для большинства производителей сельскохозяйственной продукции (Hall et al. 2000, Hall et al. 2005).

Многообразие доступных в настоящее время гербицидов исключает возможность перерастания возможности накопления генов устойчивости к гербицидам в спонтанно высевающихся популяциях в сельскохозяйственную проблему. В Канаде зарегистрировано более 30 гербицидов, пригодных для борьбы с рапсом с разной степенью устойчивости к гербицидам, засоряющим зерновые культуры, наиболее часто высеваемые после рапса в типичном четырехлетнем цикле севооборота (Beckie et al. 2004). Несмотря на то, что не все спонтанно высевающиеся особи рапса погибают при обработке гербицидами, у большинства сохранившихся растений под влиянием конкуренции с основной культурой и воздействия гербицидов снижается продуктивность формирования и распространения семян. В настоящее время в Канаде глифосат и глюфосинат используются исключительно для обработки плантаций масличного рапса, поэтому гербициды, применяемые для обработки всех культур, за исключением полевого гороха, позволяют справится с проблемой спонтанно высевающегося устойчивого к гербицидам рапса (Hall et al. 2005).

Более того, существует множество культивационных и механических подходов, рекомендуемых для борьбы с устойчивым к нескольким гербицидам рапсом. К ним относятся (Beckie et al. 2004):

1) сохранение семян на поверхности почвы или на небольшой глубине в течение максимально длительного времени, что приведет к прорастанию бОльшего их количества в осенний период и гибели с приходом первых морозов;

2) вспашка почвы сразу после посева;

3) силосование и применение зеленых удобрений для предотвращения формирования семян у спонтанно высеявшихся растений;

4) изолирование полей, засеянных сортами рапса, устойчивыми к различным гербицидам;

5) использование четырехлетнего цикла севооборота с заменой рапса зерновыми культурами;

6) борьба с появляющимися на полях спонтанно высевающимися растениями, не реагирующими на обработку гербицидами;

7) использование сертифицированных семян;

8) снижение потери семян во время сбора урожая.

9.3.2. Инвазивность трансгенных сельскохозяйственных сортов в полу-природные экосистемы

Работ по сравнению инвазивности трансгенных и нетрансгенных сортов проведено совсем немного. В наиболее раннем исследовании популяционные динамики устойчивого к глюфосинату и обычного масличного рапса сравнивали в течение трех лет в 12 естественных экосистемах в различных климатических условиях (Crawley et al. 1993). При этом не получено никаких доказательств повышенной инвазивности ГМ рапса в нетронутой естественной среде. Более того, нет свидетельств в пользу того, что трансгенный рапс более инвазивен или более жизнеспособен по сравнению с традиционными аналогами в условиях измененных экосистем. В целом, трансгенные сорта отличались более низкой жизнеспособностью, чем нетрансгенные. Авторы более поздней работы провели десятилетний мониторинг состояния четырех различных культур (ГМ и не-ГМ), выращиваемых в 12 различных экосистемах (Crawley et al. 2001). Ни в одном из рассмотренных случаев (устойчивые к глуфосинату масличный рапс и кукуруза, устойчивая к глифосату сахарная свекла, и два сорта ГМ картофеля, экспрессирующего Bt-токсин либо лецитин гороха) не выявлено более выраженной инвазивности или жизнеспособности по сравнению с нетрансгенными аналогами.

9.4. Выводы касательно инвазивности генетически модифицированных культур в естественные экосистемы

В опровержение теории, согласно которой гемизиготность трансгенных признаков может приводить к усилению синдрома повышенной сорности ГМ культур (Ellstrand 2003) (см. раздел 9.2.), все существующие данные свидетельствуют в пользу того, что большинство ГМ сортов остается в окультуренном состоянии (Warwick & Stewart 2005). Определенные растения, такие как кукуруза, имеют фиксированный набор генов, обуславливающий их неспособность выживать без вмешательства человека. Другие культуры, такие как масличный рапс, способны к перекрестному опылению с важными группами сорных растений. Несмотря на то, что теоретически в результате скрещивания таких культур с родственными сорными растениями могут появляться обладающие повышенной жизнеспособностью гибриды, в реальных условиях такая гибридизация редко приводит к появлению проблемных сорняков.

Несмотря на масштабное коммерческое культивирование устойчивого к гербицидам масличного рапса на западе Канады в течение нескольких лет, на сегодняшний день не существует риска возникновения одичавших форм этой культуры. Это обусловлено пониженной сохранностью семян в почве, активной и регулярной борьбой с засоряющими последующие культуры спонтанно высевающимися особями, отсутствием устойчивых популяций в рудеральных зонах (пустырях и т.п.) и ограниченной распространенностью сорных родственных растений, способных к перекрестному опылению (Hall et al. 2005).

К одичанию способны только некоторые группы культурных растений. В глобальном масштабе их выращивание не сопряжено со значительной опасностью возникновения агрессивных популяций сорняков, особенно при сравнении с другими группами растений (Warwick & Stewart 2005). В мировом масштабе существенные экономические потери могут быть ассоциированы только с завозимыми из других регионов многолетними садовыми растениями (Sakai et al. 2001, D’Antonio & Meyerson 2002, Levine et al. 2003), для которых, в отличие от однолетних культур, характерно активное половое и вегетативное размножение.

Заключение:
Инвазивность генетически модифицированных культур в природные экосистемы

–не существует доказательств того, что в течение семи лет масштабное культивирование в Канаде устойчивого к гербицидам масличного рапса привело к распространению спонтанно высевающихся устойчивых к гербицидам популяций рапса;

–несмотря на то, что одна группа исследователей обнаружила на западе Канады спонтанно высеявшийся рапс, устойчивый к трем гербицидам, а другая группа –рапс, устойчивый к двум гербицидам, в целом, незначительное количество сообщений об обнаружении спонтанно высевающего рапса, обладающего множественной устойчивостью к гербицидам, свидетельствует об эффективности применяемых методов контроля с использованием химических и нехимических подходов и отсутствии связанных с этим агрономических проблем;

–несмотря на масштабное коммерческое культивирование устойчивого к гербицидам масличного рапса в течение нескольких лет на западе Канады, на настоящий момент нет данных, свидетельствующих о появлении одичавших популяций этого растения.

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

Продолжение: Влияние перехода к выращиванию генетически модифицированных культур на подходы к борьбе с вредителями и сорняками