shkolageo.ru 1

Выступление в Институте географии РАН

Баранов А.С.

Генетические игры человечества: ГМО и экологические риски

Одно из основных опасений специалистов и экологической общественности вызывает риск разрушения естественных экосистем. С возможным расширением площади трансгенных посевов по всему миру он становится неотвратимым. ГМО чужды окружающей среде, никогда не были ее частью. Это свого рода «искусственные инвазии» чуждые земной экосистеме. Мир сегодня сталкивается с принципиально новым видом загрязнения – генетическим. В отличие от химического и радиоационного, оно наименее изучено, его невозможно остановить и при необходимости ликвидировать. Коммерческое использование ГМО начато совсем недавно. Оценить, как влияют ГМО на окружающую среду за столь короткий промежуток времени, очень сложно. Поведение новых генов в открытых экосистемах, их реакция на паразитов, болезни совершенно непредсказуемы. Однако, очень чётко видна взаимосвязь между аграрными и экологическими рисками. Эта взаимосвязь определяется одними и теми же источниками потенциальных и реальных рисков. Такими источниками можно считать всё более широкое использование в сельскохозяйственном производстве пестицидов и генетически-модифицированных организмов.

Химическая нагрузка на биоту. Кроме собственно генетического загрязнения, использование ГМО подразумевает и увеличение химического воздействия на окружающую среду и генетический аппарат живых организмов.

Уже доказано, что создание устойчивых к гербицидам сортов ГМ-растений увеличивает расходы химикатов и обостряет проблему химического загрязнения окружающей среды.

Более 70% всех высеваемых ГМ-культур – это растения, устойчивые к гербициду «Раундап». С 1998 по 2006 г. посевная площадь под трансгенные растения увеличилась в мире с 27,8 до 100 млн. га. Эта цифра правда вызывает некоторые вопросы, но, за эти годы объемы продаж «Раундапа» увеличились более чем в 7 раз.

Исследования Северо-западного научного центра экологической политики США по влиянию ГМ-сортов на использование пестицидов в США, основанные на официальных данных Министерства сельского хозяйства США опровергают распространенный аргумент о том, что внедрение ГМ-сортов существенно снижает применение пестицидов. Было показано, что использование трансгенных культур несущим смертельный для вредителей Bt-токсин, снизилось с одной стороны, а с другой, по данным недавнего исследования, проведённого в Китае, доказывает, что использование инсектицидов на полях с Bt-хлопчатником резко увеличилось за последние годы из-за появления вторичных вредителей, которые не подвержены воздействию Bt-токсина. Не смотря на некоторое снижение использования инсектицидов в агробиоценозах США, в тоже время резко возросло употребление других химических реагентов за счет активного выращивания устойчивых к гербицидам сортов ГМ-культур на 22,7 тыс. тонн.


В Аргентине, стране, которая также активно выращивает гербицидоустойчивые культуры, по сравнению с 1992 г. использование глифосата («Раундапа») возросло в 70 раз! (С 1 млн. до 70 млн. за сезон.) (Pengue W. (2000) When the laboratory is the protagonist. Present and Future of Agriculture in Argentina. Article 2, July 14, 2000).

Обстоятельный анализ статистических данных, опубликованных государственными органами США показывает, что внедрение ГМ культур (сои, кукурузы и хлопчатника) привело к значительному увеличению употребления пестицидов в мировом агропроизводстве.

Таким образом, использование трансгенных растений в сельскохозяйственной практике ведёт к значительному увеличению химической нагрузки на полях, накоплению значительных количеств химических токсикантов в продуктах агропроизводства, а также приводит к существенным изменениям в популяционно-генетической структуре живых организмов агроценозов.


Агро-экологические последствия использования ГМО и некоторые примеры реализации таких рисков:


МИКРООРГАНИЗМЫ.

Появление устойчивости к трансгенным токсинам у бактерий, грибов и других вредителей культурных растений.

Появление новых, более патогенных и менее видоспецифичных штаммов фитовирусов, при взаимодействии фитовирусов с трансгенными конструкциями (которые, как правило, содержат гены вирусов). (Suurkula, Jaan, MD. The virus hazard. Physicians and Scientists for Responsible Application of Science and Technology, 2001).

Неконтролируемый горизонтальный перенос конструкций в ризосферную микрофлору.

Гибель почвообразующих микроорганизмов и беспозвоночных животных, в результате оставления на полях фрагментов трансгенных растений.


РАСТЕНИЯ

Потеря разнообразия генофонда диких сородичей культурных растений в генетических центрах их происхождения, вследствие переопыления их с родственными трансгенными растениями.

Мексика. Эта страна является центром происхождения, по меньшей мере, 59 сортов маиса. Сохранение исходных диких форм кукурузы является важнейшей задачей для всего мирового сообщества. В 2001 г. в аборигенном диком виде кукурузы был обнаружен вирусный промотор 35S, используемый для создания ГМ-растений. Загрязнение произошло в результате транспортировки в страну трансгенной кукурузы из США. (Quist, D.; Chapela, I. Transgenic DNA Introgressed into Traditional Maize Landraces in Oaxaca, Mexico // Nature 414, 6863 (November 29, 2001)). В Мексике начали выращивать кукурузу 6–8 тыс. лет назад.

Неконтролируемый перенос генетических конструкций, особенно определяющих различные типы устойчивости к пестицидам, вредителям и болезням растений, вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами. В связи с этим снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование «суперсорняков».

Канада. Переопылившись с дикими близкородственными видами, распространился ГМ-рапс. Будучи устойчивым к действию гербицидов, он превратился в «супер сорняк». (Beckie, H.J.; Hall, L.M.; Warwick, S.I. Impact of herbicideHresistant crops as weeds in Canada, proceedings Brighton Crop Protection Council – Weeds. 2001. Р. 135H142).

Риски отсроченного изменения свойств, через несколько поколений, связанные с адаптацией нового гена генома и проявлением как новых плейотропных свойств, так и изменением уже декларированных. У кукуруза устойчивой к засухе, после нескольких лет культивирования неожиданно проявился признак растрескивания стебля, что привело к гибели всего урожая на полях.

США. Трансгенный хлопок также приводит к возникновению всё более серьёзных экологических проблем, которые особенно остро обозначились в США, но могут также возникнуть и в других странах. Сорняки, устойчивые к глифосату, становятся всё более серьёзной проблемой для фермеров, выращивающих сою и хлопчатник. Чтобы бороться с этими сорняками фермеры вынуждены больше закупать и использовать гербицида «Раундап» или в ряде случаев перейти на применение более токсичных гербицидов и перестать применять технологии противоэрозийной обработки почвы.


Неэффективность трансгенной устойчивости к вредителям через несколько лет массового использования данного сорта и бессмысленность его дальнейшего культивирования.

Непредсказуемые изменения нецелевых свойств и признаков модифицированных сортов, связанные с плейотропным действием введенного гена. Например, снижение устойчивости к патогенам при хранении и устойчивости к критическим температурам при вегетации у сортов, устойчивых к насекомым-вредителям.

НАСЕКОМЫЕ

Появление устойчивости к трансгенным токсинам у насекомых-фитофагов и других вредителей. По данным американских, российских и китайских учёных, уже, через несколько поколений, появляются устойчивые формы к используемым трансгенным токсинам у колорадского жука, других насекомых-фитофагов, под действием отбора на признак устойчивости, высокоэффективного для этих организмов.

Замена в экологической нише основного вредителя, против которого введён целевой токсин, на нецелевого. Колорадский жук уничтоженный в результате выращивания ГМ картофеля, был заменён на совку, а в некоторых агроценозах – тлёй. Данные недавнего исследования Корнельского Университета (США), подтверждают факт финансовых потерь фермеров, выращивающих Bt-хлопчатник в Китае, из-за нашествия вторичных вредителей.

Гибель нецелевых насекомых-опылителей и медосборов. В Азербайджане произошла массовая гибель пчёл в результате высевания трансгенной кукурузы и картофеля в некоторых районах.

Поражение нецелевых насекомых и других живых организмов. Сорта с внедренным геном устойчивости к вредителям могут оказаться опасными не только для самих вредителей, но и для других живых существ. (Аграрная Россия. Научно-производственный журнал. М.: Изд-во «Фолиум». 2005 №1). Божьи коровки, которые питались тлями, жившими на ГМ-картофеле становились бесплодными.


РЫБЫ.

Изменение системы спаривания в популяции, изменение конкурирующих иерархий, трофических цепей, модификация химической и физической среды, от которой зависят аборигенные виды.

В мире уже создан целый ряд трансгенных животных, включая экономически значимые виды. По состоянию на 2006 г. не было получено ни одного разрешения на их коммерческое использование. За рубежом большое количество исследований с целью скорейшей коммерциализации проводится на рыбе. Более 15 разных видов рыбы, таких как лосось, теляпия, карп, уже имеют трансгенные аналоги. ия в данный момент крайне заинтересована в захвате рыбного рынка Юго-Восточной Азии.

В Университете Пердью, штат Индиана, США, специалисты создали компьютерную модель популяции из 60 тыс. диких рыб, в которую проникли 60 трансгенных особей. Результат – приблизительно через 40 поколений (то есть через несколько лет) они вытеснили всю популяцию диких сородичей. В настоящее время специалисты проводят эксперимент в аквариумах для определения возможности возникновения такой ситуации в реальности. (Howard, Rick, Purdue University, Indiana, USA // Bertram Verhaag, Gabriele Krober. Life Running out of Control. ©DENKmal0Films & Haifisch Films, 2004).

Убегание из рыборазводных садков при индустриальном выращивании биотехнологических рыб, в дикую природу, приведёт к реальной угрозе водным экосистемам и будет происходить повсеместно, несмотря на специальные меры предосторожности, так как это регулярно происходит с теляпией сейчас (Kapuchinsky, Anne, Doctor of biological sciences, Department of Fisheries and Wildlife, University of Minnesota, USA // Bertram Verhaag, Gabriele Krober. Life Running out of Control. ©DENKmal-Films & Haifisch Films, 2004).


На Кубе, при проведении экспериментов по созданию трансгенной теляпии (озерной рыбы), модифицированной с целью получения быстрорастущих особей, выяснилось, что рыба каким-то образом приобрела способность выживать в соленой воде. (Bоhns, Thomas, Institute of Gen-Ecology, Tromsо, Norway // Bertram Verhaag, Gabriele Krober. Life Running out of Control. ©DENKmal-Films & Haifisch Films, 2004). Пример наглядно демонстрирует и ещё раз подтверждает существование плейотропного действия генов, в результате которого рыба получила с встроенным участком ДНК другие свойства, которые не выявились сразу, и неспособность специалистов их предвидеть В результате встраивания нового блока ДНК, что еще раз.

БИОРАЗНООБРАЗИЕ

Снижение сортового разнообразия сельскохозяйственных культур вследствие массового применения ГМО, полученных из ограниченного набора родительских сортов.

Негативное влияние на биоразнообразие через поражение токсичными трансгенными белками нецелевых насекомых и почвенной микрофлоры и нарушении трофических цепей.

Великобритания. Трехлетнее исследование в агроценозах где выращивались ГМ-сорта рапса и свеклы, по сравнению с агроценоазми обычных культур, общее число диких видов сократилось в среднем на 30%, а число семян и биомасса диких растений сократились в несколько раз. (Advice on the implications of the farm-scale evaluations of genetically modified herbicidetolerant crops. Advisory committee on releases to the environment. January 2004).


Таким образом, к наиболее значимым, на настоящий момент, аграрно-экологическим рискам при использовании ГМ культур, можно отнести:

Снижение разнообразия традиционных (аборигенных) сортов растений и пород животных. Распространение ГМО ведёт к вытеснению других сортов и пород, а значит к снижению сортового (породного) биоразнообразия. Это разнообразие является основой устойчивого сельского хозяйства.


Сокращение видового разнообразия. Производство ГМО приводит к сокращению видового разнообразия растений, животных, грибов и микроорганизмов, обитающих на полях, где они выращиваются и вокруг них. Быстрорастущие виды трансгенных организмов могут вытеснить обычные виды из естественных экосистем.

Неконтролируемый перенос генов, особенно генов, определяющих устойчивость к пестицидам, вредителям и болезням, вследствии переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами. Как следствие, снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование «суперсорняков».

Распространение использования гербицидов широкого спектра (например, глифосината или глифосата) приведёт к обеднению видового состава полезной энтомо- и орнитофауны (насекомые и птицы)и разрушению агробиоценозов.

Истощение и нарушение естественного плодородия почв. ГМ-культуры с генами, ускоряющими рост и развитие растений в значительно большей степени, чем обычные, истощают почву и нарушают её структуру. В результате подавления токсинами ГМ-растений жизнедеятельности почвенных беспозвоночных, почвенной микрофлоры и микрофауны происходит нарушение естественного плодородия почв.