Ученые создают безопасные токсины от вредителей

Генетически модифицированные растения, устойчивые к насекомым-вредителям, могут оказывать длительное негативное воздействие на окружающую среду. К тому же, отпугивая одни виды вредителей, они привлекают других. К таким заключениям пришёл кандидат биологических наук Александр Викторов, старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН, проанализировав работы зарубежных исследователей и собственные данные.

Сегодня в мире более 125 миллионов га отведены под возделывание генетически модифицированных растений, 21-23% этих площадей заняты культурами, устойчивыми к насекомым-вредителям. В геном большинства таких растений с помощью методов генной инженерии внедрён ген почвенной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), эти растения продуцируют Bt-токсин, белок, обладающий инсектицидными свойствами.

Специалисты считают эти инсектициды одним из самых экологически безопасных средств защиты растений, поскольку в используемых концентрациях они безвредны для теплокровных животных, а кроме того, они действуют избирательно, убивая не всех насекомых подряд, а лишь определенные их виды: известны Bt-токсины, действующие на летающих насекомых, личинки бабочек, жуков. «Бактериальный» Bt-токсин уже более 50 лет используют в земледелии, особенно в органическом, им опрыскивают растения. Bt-культуры — кукуруза, хлопчатник, картофель, рапс, рис, брокколи, арахис, баклажан — до недавних пор тоже считались относительно безопасными. А поскольку их выращивать ещё выгоднее, чем генетически не модифицированные, площади их посевов с каждым годом увеличиваются.

Однако у медали есть и обратная сторона. Недавние исследования показали, что эти растения могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду.

Некоторые Bt-культуры, как выясняется, в одиночку не справляются с теми вредителями, против которых они выведены.

Концентрация токсина в растении со временем уменьшается, причем в листьях токсина всегда больше, чем в плодах. Поэтому плодовые вредители, например, гусеницы хлопковых совок, предпочитающие коробочки хлопка, а не его листья, не получают должной дозы токсина. Чтобы защитить от них посевы, растения приходится опрыскивать инсектицидами.

Bt-культуры неожиданно оказались очень привлекательными для тлей, причем в большей степени, чем нетрансгенные растения. Против тлей Bt-растения не выводили, да они и не контактируют с токсином: белок не поступает в сосуды, из которых эти насекомые высасывают питательные вещества. Почему тли предпочитают именно трансгенные культуры, специалисты пока не разобрались. Возможно, дело в том Bt-растения отличаются составом летучих веществ, интенсивностью окраски и некоторыми другими биохимическими особенностями.

После уборки на полях всегда остаются силос, корни, просыпавшееся зерно. Это означает, что некоторая часть токсинов, содержавшихся в живых растениях, попадает в почву. В случае трансгенной кукурузы, например, эта доля составляет около 10%. Практика показала, что попавшие в почву токсины сохраняют свои инсектицидные свойства до 350 дней и при этом губительны для многих почвенных беспозвоночных. Столь долгая сохранность, крайне удивившая специалистов, вызвана тем, что в почве токсины связывают и защищают от микробного разложения частицы глины и гумуса.

Но прежде, чем к делу приступят микробы, растительные остатки, содержащие токсин, должны съесть почвенные беспозвоночные. Увы, Bt-растения не привлекают даже тех едоков, которые не чувствительны к действию токсина. Почему так происходит, пока не вполне ясно. Возможно, дело в том, что содержащие токсин культуры содержат больше лигнина, он делает растительные остатки одревесневшими, менее съедобными.