ГМ-культури та агроекологія

0
11790

Одним із головних питань сучасної аграрної науки, вирішення якого має надзвичайно велике значення для людства, є доцільність та, головне, безпека впровадження генетично модифікованих (ГМ) культур у рослинництво та тваринництво. Стаття в журналі Nature, опублікована у вересні 2009 року під назвою Battlefield (Поле бою), надзвичайно чітко окреслює те, що нині відбувається у науковій спільноті. Сьогодні науковці в усьому світі розділились на два «ворогуючі» табори: прихильники та супротивники ГМ-культур. Кожен табір відстоює свою точку зору на питання ГМО, надає свої гіпотези та припущення, наводить результати досліджень, веде боротьбу за свідомості людей у засобах масової інформації. Часто-густо людині, не озброєній актуальною науковою інформацією (а не псевдо-науковою або й просто сфабрикованою чи перекрученою у той чи інший бік) буває досить складно зорієнтуватись у цьому шаленому потоці суперечливих свідчень і «відкриттів». До того ж не варто забувати й потенційно можливу фінансову зацікавленість окремих дослідників і досліджень, особливо коли вони проводяться за кошти конкретних компаній (причому не обов’язково сільськогосподарських, але й медичних, фармацевтичних), зацікавлених у просуванні певної «теми» для забезпечення попиту на свою продукцію. Тож давайте спробуємо розібратися в тому, що насправді можна очікувати від впровадження ГМ-культур в аграрне виробництво. Метою даної статті не є переконання читача чи нав’язування певної концепції. Намагатимусь якомога об’єктивніше викладати відомі мені результати наукових досліджень із цього питання та статистичні дані країн, що вже мають тривалу (відносно) історію впровадження ГМ-культур у своє сільське господарство. Розпочнемо із наукових результатів.

Учений-еколог Rosi-Marshall (Loyola University, Chicago, Illinois, USA) сколихнула світову наукову спільноту, опублікувавши результати своїх досліджень щодо ефекту зміни харчової бази личинок волохокрильців (мешканців струмків та водойм із проточною водою, які часто використовуються як біологічні індикатори чистоти навколишнього середовища). Так, дослідник дійшов висновків, що за харчування ГМ-кукурудзою, «оснащеною» геном продукції токсинів бактерії Bacillusthuringiensis(Bt), що застосовується генними інженерами для надання культурі стійкості проти ряду шкідників, личинки волохокрильців гинуть вдвічі частіше та їх ріст зменшується практично наполовину від росту личинок, що отримували для харчування звичайну кукурудзу традиційної селекції. Резонансне дослідження викликало хвилю жорсткої критики світової наукової спільноти. Вже за кілька місяців Rosi-Marshall отримала цілий ряд листів із негативною критикою у бік дизайну та методики проведеного досліду, що поставило під сумнів усі отримані результати. Наприклад, Wayne Parrott, генетик рослин (University of Georgiain Athens), вважає, що Rosi-Marshall  припустилася дуже грубих помилок при проведенні дослідження (наприклад, личинки були годовані не чітко встановленими рівними кількостями ГМ та традиційної кукурудзи, не встановлено, чи саме ГМ-токсини, а чи інші відмінності в рослинах стали причиною смертності, нехтування результатами та напрацюваннями учених, які дійшли протилежних результатів тощо), що навіть студент-старшокурсник виконав би його краще з методологічної точки зору. Після ряду критичних листів від інших учених наукова кар’єра молодого дослідника Rosi-Marshall знаходиться під питанням. Втім учені, які не долучились до критики, і досі вважають, що хоча результати дослідження були суперечливими та дещо «сирими», вони мають наукову цінність.

Такі випадки є справжнім лихом для сучасної науки, закривають умови для продуктивного наукового пошуку та комунікації учених між собою для вирішення важливого питання продовольчої безпеки, вважає David Schubert, клітинний біолог (Salk Institute in LaJolla, California, USA), який особисто працює над вивченням питання безпеки продуктів харчування, що містять ГМО. Сам David Schubert  у жовтні 2002 року став жертвою жорсткої критики після свого припущення у журналі Nature Biotechnology, що недостатньо уваги приділяється вивченню потенційно ненавмисним ефектам від втручання у геном рослин.

Різко негативної критики отримало дослідження John Losey (Cornell University in Ithaca, NewYork), опубліковане в 1999 році в журналі Nature. Ентомолог доводив, що вирощування генетично модифікованої кукурудзи з геном Bt викликало масову загибель личинок нешкідливого для аграрного виробництва виду метеликів-монархів (з родини сонцевиків). Відзначимо, що й активісти Greenpeace у той час вели себе надто нестримано: влаштували страйк, переодягнувшись у костюми метеликів-монархів, назвали кукурудзу «вбивцею», хоча результати одного дослідження, проведеного в одній локації одним ученим, у будь-якому випадку не можуть вважатися достатньо переконливими для остаточних висновків. У відповідь ряд учених із протилежного табору виконало дослідження, що переконувало: пилок ГМ-кукурудзи не є токсичним для личинок метелика. Дослідження John Losey наразі не вважається достовірним.

А випадок, що трапився з Bruce Tabashnik, ентомологом з University of Arizonain Tucson (USA), виглядає досить дивно. Ще до моменту публікації результатів досліджень щодо виникнення у шкідників резистентності до певних гібридів трансгенної  Bt кукурудзи (а це дуже сильно завдало б шкоди компаніям, що пропагують цю культуру та продають її у шалених обсягах) він отримав листа від William Moar, ентомолога з Auburn University, Alabama (USA), який попередив його, що у разі публікації наслідки для нього як ученого будуть нищівними. До речі, зараз Moar працює в одній із всесвітньо відомих компаній із генної інженерії рослин. Що ж у результаті? А в результаті Tabashnik оприлюднив свої результати у журналі Nature Biotechnology, а пан William Moar спрямував на нього шквал різкої критики.

Перелік подібних «баталій» між науковцями можна продовжувати, але, здається, у цьому немає сенсу. Ключове питання: кому вірити? Чи дослідженням науковців, які критикують ГМ-культури та доводять їх неспроможність вирішити питання продовольчої безпеки без загрози екосистемам і здоров’ю людини, чи  дослідженням іншого табору іменитих учених, які доводять хибність висновків таких дослідів, вважаючи їх невдалими спробами учених-аматорів вилити бруд на передові біологічні технології? До того ж, важко відкинути фактор суб’єктивності та фінансової вмотивованості дослідників, яка теж трапляється в сучасному науковому світі.

Журнал GMCrops на початку 2011 року оприлюднив статтю Janet Carpenter, яка провела вражаючу за масштабами роботу (проаналізовано 155 джерел, авторами яких є провідні науковці сьогодення) щодо критичного огляду наявної рецензованої періодики з питань потенційного та достовірно встановленого впливу ГМ-культур на екосистеми на трьох рівнях: власне культурних рослин, господарств, ландшафтів. Висновок автора: ГМ-культури зменшили тиск сільськогосподарського виробництва на біорозмаїття. Яким чином? Шляхом впровадження ресурсоощадних нульових технологій обробітку ґрунту (no-till), зменшення обсягів використання інсектицидів та застосування безпечніших для довкілля гербіцидів суцільної дії, що, до того ж, призвело до зростання врожаїв. Подібних висновків щодо відсутності на даний час переконливих свідчень небезпеки ГМ-культур дійшли й автори Philip Dale, Belinda Clarke, Eliana Fontes, що опублікували свій огляд у журналі Nature Biotechnology. Автори проаналізували широкий спектр можливих ефектів, а саме: взаємодія з біотою (не існує реальних доказів резистентності у шкідників), стабільність ГМ-ліній (не доведено непередбачуваних змін у геномі рослин), можливість неконтрольованої появи ГМ-рослин внаслідок перезапилення (доведено неможливість одержання трансгенної рослини внаслідок перезапилення між ГМ та традиційною рослиною), вплив застосування гербіцидів суцільної дії на екосистеми (доведено відсутність реальної загрози біоті). Graham Brookes та Peter Barfoot, дослідники зі Сполученого Королівства Великої Британії та Північної Ірландії, станом на 2005 рік провели аналіз економічних наслідків, які були статистично зафіксовані за десятиліття від впровадження ГМ-культур у сільськогосподарське виробництво. Не будемо занурюватися глибоко в аналітику, лише наведемо квінтесенцію висновку, до якого вони дійшли: за 10 років (1996–2004) кумулятивний позитивний ефект на економіку оцінюється в 27 млрд доларів США; обсяг застосування пестицидів знизився на 172 млн кг, що знизило пестицидний тиск на навколишнє середовище на 14%; істотно зменшилися викиди парникового газу до атмосфери за рахунок впровадження нульових технологій обробітку ґрунту.

Але постає логічне запитання: а чи можна вірити у безпечність ГМ-культур та впевнено казати про екологічні позитиви від їх впровадження? Спробуємо розібратись на прикладі зниження обсягів використання гербіцидів.

Гербіциди суцільної дії, які активно використовуються у посівах ГМ-культур, надають можливість зменшити хімічний тиск на агроекосистеми шляхом зменшення гербіцидних обробок традиційними гербіцидами різних класів, оскільки в останніх у цьому випадку немає потреби. Дійсно, обсяги застосування традиційних гербіцидів стрімко скорочуються, але нульові технології обробітку ґрунту вимагають інтенсивного контролю бур’янів (оскільки агротехнічно він неможливий, бо механічний вплив на ґрунт зведений до нуля) саме хімічними методами. У посівах ГМ-культур, спеціально створених під no-till системи, можна ефективно і в будь-який час незалежно від розвитку культурної рослини застосувати максимально ефективний засіб контролю – гліфосати, які швидко та надійно видаляють із поля небажані види. А культурі – нічого, бо завдяки генетичній модифікації вона стійка. Таким чином, якщо вся сівозміна та система землеробства побудована на основі гліфосат-резистентних ГМ-культур, потреба у традиційних гербіцидах повністю відпадає, а от потреба у гліфосаті – зростає, проте, частка росту є меншою, аніж загальне навантаження традиційними гербіцидами у разі вирощування звичайних селекційних сортів і гібридів, звідси й маємо справжнє суттєве зниження хімічного навантаження. Ніяких протиріч тут немає. Втім, є тут невеличке «але». Відомо, що основна маса неселективних гербіцидів мають у основі гліфосат. До останнього часу Всесвітня організація охорони здоров’я та ФАО вважали гліфосат мало- або нетоксичним для людини навіть при вживанні його залишків із їжею. Крім того, препарати, що містять гліфосат, мають швидко розпадатися в ґрунті на нетоксичні складові. Тож ситуація зі зростанням його дольової участі в загальному пестицидному навантаженні не викликала занепокоєння, а зменшення частки застосування більш токсичних гербіцидів селективної групи бачилася як справжня перемога та шлях до поліпшення екологічної та харчової безпеки. Однак уже у березні 2017 року Європейське агентство з хімічних реагентів дійшло висновків, що гліфосат викликає серйозні ушкодження зорового апарату, токсичний для гідробіонтів, характеристики небезпеки Н318 та Н411. Останніми дослідженнями, за авторством фінських учених Marjo Helander, Irma Saloniemi та Kari Saikkonen, що опубліковано у рецензованому науковому журналі Trends in Plant Science (Тренди в рослинництві), доведено, що гліфосат може утримуватися та переміщуватися в ґрунті, викликаючи каскад ефектів на нецільові організми, що особливо яскраво простежується у північних екосистемах з тривалим періодом зими та коротким вегетаційним періодом. Причинами, за яких вважалося, що гліфосат руйнується в ґрунті за 2 тижні, вчені вважають особливості умов проведення випробувань (особливо, якщо вони виконувалися не в полі, а в лабораторії), адже хімічна сполука веде себе по-різному в різних умовах. Дослідження, виконані в умовах суворого клімату північних регіонів Європи, доводять, що відстежити метаболіти гліфосату у вигляді AMPA (2-аміно-3-(5-метил-3-оксо-1,2-оксазол-4-ил пропанова кислота) можна навіть після ряду років, що пройшли з часу одноразового обприскування посівів. До того ж, гліфосат не руйнується в рослинному організмі, а системне його проникнення до кореневої системи створює сприятливі умови для його поширення навіть у нижні горизонти ґрунту, де мікробіологічна активність із його нейтралізації істотно нижча, ніж у верхніх шарах. Високий вміст заліза та алюмінію, низький рН ґрунтового розчину сприяють закріпленню гліфосату у ґрунтовому комплексі. Натомість високий вміст фосфатів та висока мікробіологічна активність ґрунту є гарантами більш безпечного та швидкого розкладання гербіциду до нетоксичних сполук до того моменту, як він може з током ґрунтових вод потрапити у природні та штучні водні об’єкти. До того ж, сам по собі гліфосат при досягненні певних концентрацій може мати потенційний ефект на мікробіологічну флору ґрунту, а також ряд інших нецільових об’єктів. Крім того, окремого розгляду потребує питання індукції природного відбору стійких видів бур’янів, так званих «супер-бур’янів», які не піддаються контролю жодним хімічним засобом (навіть високими дозами гліфосатів), мають надзвичайно високу репродукційну здатність і силу росту. Тож виходить, не все так гладко зі зниженням гербіцидного навантаження.

Та і щодо харчової безпеки є питання. Так, Shahla Hosseini Bai та Steven Ogbourne  у жовтні 2016 року опублікували наукову статтю у рецензованому журналі Environmental Science and Pollution  Research щодо того, що метаболіт гліфосату AMPA, який має тенденцію до накопичення у певних ланках харчового ланцюга, має досить високу токсикологічну небезпеку. Автори також спростовують теорію про біодеструкцію гліфосату у навколишньому середовищі, доводять можливість його накопичення у певних біологічних сферах і об’єктах, а також наголошують, що хоч сама по собі сполука належить до малотоксичних, її метаболіти становлять реальну загрозу харчовій безпеці. А з огляду на те, що в останні 30 років гліфосат отримав пальму першості щодо об’ємів застосування у посівах сільськогосподарських культур, особливо за рахунок появи низки стійких до нього трансгенних рослин, ситуація викликає занепокоєння. А дослідження групи вчених на чолі з Manas F. (Laboratorio de Salud Pública, Facultad de Agronomíay Veterinaria (FAV), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Ruta Nacional 36, Km 601, Río Cuarto, Córdoba, Argentina) присвячені вивченню потенційної генотоксичності AMPA для людини (опубліковані в рецензованому науковому виданні Ecotoxicology and Environmental Safetу), виявили істотне зростання ризиків пошкодження ДНК лімфоцитів за концентрації AMPA1,8 mM, або 200–400 мг/кг. Однак  ці дані є проміжними, потребують подальшої перевірки та підтвердження, оскільки самі автори зазначають, що на даний момент є дуже мало достовірних результатів щодо генотоксичності метаболітів гліфосату для людини.

Звичайно, традиційні селективні гербіциди також є токсичними, так само призводять до появи резистентних видів бур’янів, так само мають нецільовий вплив на мікроорганізми та при потраплянні в організм людини у чистому вигляді чи у вигляді метаболітів несуть шкоду. Але масштаби та наслідки їх негативного ефекту на разі здаються потенційно менш серйозними та невідворотними, особливо беручи до уваги стрімке зростання обсягів використання гліфосату за рахунок масового впровадження стійких трансгенних культур.

П.В.Лиховид

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here