Не стали исключением и трансгенные растения, синтезирующие токсичные для насекомых белки. За 17 лет их использования в промышленных масштабах устойчивость к токсинам приобрели семь видов бабочек и один вид жуков. В нескольких случаях распространение устойчивых насекомых нанесло экономический ущерб.
Проанализировав данные, накопленные за эти годы учёными разных стран, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им.
Генетически модифицированные инсектицидные растения содержат гены бактерии Bacillus thuringiensis, поэтому называются также Bt-растениями, а белковые токсины, которые они синтезируют - Bt-токсинами. Эти токсины вызывают лизис кишечника у личинок насекомых разных отрядов, поэтому теоретически личинка, поедающая трансгенные растения, обречена. Но на практике получается иначе.
Невозможно, оказывается, сконструировать трансгенное растение, во всех тканях которого концентрация токсина постоянно высока. Например, у трансгенной кукурузы пик синтеза токсина в листьях приходится на 25-й день жизни, на 84-й день его концентрация снижается на порядок, а в период зрелости ничтожно мала.
В Индии фермеры предпочитают позднеспелые сорта трансгенного хлопчатника как более урожайные и качественные, однако именно у таких сортов содержание токсинов со временем снижается настолько, что приходится применять инсектициды. Меж тем генетика устойчивости к Bt-токсинам часто такова, что при малой их концентрации вредители быстрее приобретают резистентность. Если они заселяют трансгенные растения на поздних стадиях развития, так и происходит.
Не только возраст растения приводит к уменьшению синтеза Bt-токсинов. У трансгенного хлопчатника Bollgard его вызывают дефицит азота, повышенная концентрация углекислого газа, жара более 37С, дефицит или избыток воды. В некоторых случаях трансгенные растения вообще не контролируют численность вредителей.
Второе непредвиденное осложнение заключается в том, что устойчивость к токсину не затрудняет жизнь насекомых в обычных условиях. Устойчивость - это все-таки мутация, а мутанты обычно что-то выгадывают, а что-то теряют. Их жизнеспособность в отсутствие токсина должна быть ниже, чем у чувствительных особей, эта разница называется ценой приспособленности. Но, вопреки теории,
многие мутации устойчивости не имеют цены приспособленности и прекрасно себя чувствуют на любом поле, а частота таких мутаций оказывается высока и стабильна даже без действия отбора.
Генетики ответили на этот вызов, создав трансгенные растения второго поколения, которые синтезируют не один токсин, а два, с разными механизмами действия. Вероятность того, что насекомые выработают устойчивость одновременно к двум белкам, теоретически мала. И сначала все было хорошо: смертность личинок хлопковой совки на трансгенном хлопчатнике второго поколения Bollgard II была в 200 раз выше, чем на Bollgard. Но эти растения оказались не свободны от недостатков своих предшественников: концентрация одного из токсинов со временем снижалась, и тогда вредителям приходилось бороться лишь с одним белком. Гусеницы выработали к нему устойчивость, значительная их часть благополучно окукливалась, и из куколок выходили жизнеспособные бабочки.
Затем оказалось, что несколько линий хлопковой совки Helicoverpa armigera, устойчивой к одному из токсинов, устойчивы и ко второму. За их резистентность к обоим белкам ответственна одна мутация, причем она существовала, оказывается, еще до внедрения генетически модифицированных растений в производство [выделено мной - К.]. Перекрестной устойчивостью обладает и один из опаснейших вредителей кукурузы - западный кукурузный корневой жук Diabrotica virgifera virgifera. Насекомые вырабатывают устойчивость к Bt-токсину за 3−7 лет, что сопоставимо со скоростью развития устойчивости к химическим инсектицидам. Все эти обстоятельства поставили под сомнение дальнейшее распространение Bt-культур.
«Помимо того, что невозможно создать трансгенное растение с постоянно летальным для вредителя уровнем токсинов, у насекомых возникают, вопреки теоретическим предположениям, доминантные мутации устойчивости и рецессивные, не имеющие цены приспособленности, а также перекрестная устойчивость между токсинами разных семейств. Исследование показывает, что создание трансгенных инсектицидных растений - тупиковый путь защиты растений от вредителей».
__________________________
ЗЫ от хозяина блога:
Собственно, чего и следовало ожидать. Особенно прикололо меня: «За их резистентность к обоим белкам ответственна одна мутация, причем она существовала, оказывается, еще до внедрения генетически модифицированных растений в производство». И, обращу внимание ещё на одно тонко подмеченное толстое обстоятельство: «Насекомые вырабатывают устойчивость к Bt-токсину за 3−7 лет, что сопоставимо со скоростью развития устойчивости к химическим инсектицидам». Вот, собственно и финиш. Халява в очередной раз накрылась. И, наверное, к счастью… Можно было бы сказать, если бы эти «защищённые» растения не поучаствовали уже в перекрёстном опылении с полями, где их не было.
А в чём прикол? Прикол в том что принципиальное единство всего живого (покрайней мере на Земле) - не филозовская категория, а объективное свойство того самого живого, в том числе и человека. Любой яд, ядовитый для какого-то многоклеточного организма, будет ядовит и для любого другого. В другой степени, но всё же. Вот и получается, что генноинженерные компании предлагают нам выращивать, а потом жрать, заранее ядовитые помидоры, яблоки, картошку и прочая и прочая. Тут уж подумаешь что пестициды - куда меньшее зло: в конце концов они (современные) со временем разлагаются, а соблюдая сроки их применения можно управлять их концентрацией и эфективностью. В отличие от ядовитого генномодифицированного помидора, который который ядовит тогда и настолько, насколько сам захочет.
А ведь можно, можно обойтись вообще без этой дряни! Для этого надо только
(а) Признать что в природе и на грядках всегда останется сколько-то вредителей
(б) Проводить комплекс природоохранных, агротехнических и экологических мероприятий, позволяющих держать численность вредителей в приемлемых рамках.
В конце концов, не просто же так говорят: «Господь велел делиться!».
Но ведь тут и правда придётся чем-то жетрвовать: и думать, и делиться, и ответственно относиться к каждому своему шагу, и работать чуть больше. А тут тебе предлагают халяву: вот посеешь эти семена и будут тебе помидорчики, чистенькие, да такие что жуки и гусеницы будут от них дохнуть! Ну, а то толстое обстоятельство, что сам от этих помидорчиков сдохнешь раньше чем пресловутые жуки и гусеницы, в рекламных буклетах обычно обходят стороной.