научная статья по теме ВОЗМОЖНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ПРИ КОММЕРЧЕСКОМ ВЫРАЩИВАНИИ КОРМОВЫХ ТРАНСГЕННЫХ КУЛЬТУР Биология

Текст научной статьи на тему «ВОЗМОЖНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ПРИ КОММЕРЧЕСКОМ ВЫРАЩИВАНИИ КОРМОВЫХ ТРАНСГЕННЫХ КУЛЬТУР»

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, 2015, том 62, № 2, с. 155-166

== ОБЗОРЫ =

УДК 581.1:575.1:575.2:633.31:633:2

ВОЗМОЖНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ПРИ КОММЕРЧЕСКОМ ВЫРАЩИВАНИИ КОРМОВЫХ ТРАНСГЕННЫХ КУЛЬТУР

© 2015 г. В. М. Косолапов*, Ю. В. Чесноков**

*Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса, Лобня, Московская обл. **Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург

Поступила в редакцию 07.08.2014 г.

В обзоре рассмотрены потенциальные экологические риски при широкомасштабном выращивании различных видов генно-инженерно-модифицированных кормовых культур. Представлены результаты изучения потока генов у кормовых трав, происходящего в открытых экосистемах посредством распространения трансгенной пыльцы с помощью ветра и насекомых на различные расстояния в посевах кормовых растений. Описаны необходимые условия пространственной изоляции трансгенных и нетрансгенных образцов кормовых культур друг от друга. Кратко обсуждается эколого-биологическое и хозяйственное значение кормовых растений, а также их средообразующие и природоохранные функции в агроландшафтах, включая значительное влияние, которое они оказывают на экологическое состояние биоценозов, способствуя сохранению и накоплению органического вещества в биосфере.

Ключевые слова: трансгенные кормовые культуры - пространственный перенос пыльцы - генетическое загрязнение - возможные экологические риски

БО1: 10.7868/80015330315020086

ВВЕДЕНИЕ

Развитие агробиотехнологии, основанной на генетической модификации важных сельскохозяйственных культур, открыло новые перспективы для производства продуктов питания, сырья для текстильной промышленности, древесины и т.п., в том числе и кормов. Существующие в настоящее время генетически модифицированные (ГМ) растения обычно создаются с помощью ограниченного набора чужеродных для реципи-ентного организма вставок, встроенных в его геном, — новых генов, получивших название трансгенов. Возникновение любых новых селекционно-значимых форм в итоге всегда определяется генетическими изменениями. В связи с этим развитие современных технологий создания генетически модифицированных организмов (ГМО) можно лишь приветствовать. На протяжении последних десятилетий предпринимаются активные попытки создания трансгенных сортов растений, способных к интенсивному синтезу биологически актив-

Сокращения: ГМ - генетическая модификация; ГМО - генетически модифицированные организмы. Адрес для корреспонденции: Чесноков Юрий Валентинович. 190000 Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44. ГНУ ВИР Россельхозакадемии, лаборатория молекулярной и экологической генетики. Факс: (812) 571-82-74; электронная почта: уи.еИе8покоу@у1г. пш. ги

ных веществ, в частности вакцин, гормонов, факторов свертывания крови, индустриальных энзимов, антител человека и животных [1-3], а трансгеноз является одним из важнейших научных инструментов, позволяющих проводить фундаментальные исследования и выявлять функции генов [4, 5]. Проблема возникает лишь при поспешных и широкомасштабных планах их выращивания в естественной среде в открытых экосистемах и использования в качестве продуктов питания [6-8].

Все потенциальные нежелательные явления и события, происходящие при возделывании и потреблении ГМО растительного происхождения, можно подразделить на три группы потенциальных рисков: экологические, агротехнические и пищевые [9, 10]. Как показано многочисленными отечественными и зарубежными научными исследователями, существование наиболее обсуждаемых в средствах массовой информации пищевых рисков обусловлено, прежде всего, действием белков — продуктов биологической активности трансгенов ГМО. Однако пищевые риски — это хотя и важное, но всего лишь заключительное звено в цепочке потенциальных рисков, определяемых ГМО, поскольку потенциальные пищевые риски являются закономерным следствием

распространения и реализации экологических и агротехнических рисков.

Первым и наиболее опасным звеном являются экологические риски. Потенциальные экологические риски ГМО обуславливают ту опасность, которая вытекает из законов генетической и экологической изменчивости живых организмов, поскольку затрагивает ДНК, т.е. непосредственно саму систему наследственного аппарата живых организмов, вызывая изменения на генетическом уровне (появление мутаций), которые передаются потомкам в последующих поколениях. Исходя из этого, можно заключить, что потенциальные экологические риски заключают в себе опасность глобального нарушения эколого-генетического равновесия естественных и антропогенных систем, причем необратимого характера.

На сегодня полностью не ясны и потенциальные агротехнические риски распространения ГМО для живой природы и человека. Прежде всего, это угроза естественному биоразнообразию, включая разнообразие эндемичных организмов. Кроме того, распространение ГМО в природе может привести к сокращению видового разнообразия живыгх организмов, обитающих на полях, где они выращиваются, и вокруг них. В результате неконтролируемого распространения ГМ-расте-ний может происходить ухудшение их свойств и потеря генетической чистоты традиционные сортов. Это, в свою очередь, может привести к образованию так называемой "скрытой" формы ГМО, которая будет попадать в корма животных и на стол человека случайным образом, без ведома последнего, приводя в итоге к реализации вышеперечисленный пищевыгх рисков [6, 9].

В связи с этим для оценки экологической, агротехнической и пищевой безопасности ГМ-культур необходимо знать механизмы их распространения в окружающей среде еще до того, как растения со встроенными генами, либо с новыми комбинациями кодирующих белковых полипептидов в их составе, начнут выращивать на открыпых полях. Если традиционное растениеводство базируется на унаследованном многовековом опыте безопасного применения селекционных достижений, то современной биотехнологии, основанной на использовании генной инженерии, не хватает подобныгх поддерживающих гарантий. При производстве и использовании генно-инженерно-модифицированных организмов следует учитывать, что ДНК-технологии предполагают активное вмешательство человека в генетические механизмы эволюционного развития, последствия которого для будущих поколений остаются неясными. Поэтому Национальной стратегией сохранения биологического разнообразия России, принятой на Национальном форуме в 2001 г., в качестве важнейшей задачи рассматривается

"предотвращение распространения генетически измененных форм организмов, используемыгх в биотехнологиях, в открытые агроэкосистемы и природные экосистемы" [11].

В данном обзоре проведен анализ возможный экологических рисков неконтролируемого распространения трансгенов в биоценозах кормовыгх культур, связанных с такими естественными процессами, как перенос пышьцы1 ветром или насекомыми на значительные расстояния. В том числе оценена обоснованность приемлемого риска распространения ГМО в открыпых экосистемах и необходимость сохранения генетической целостности биологических видов кормовых растений, произрастающих в различный агробиоценозах.

ТРАНСГЕННЫЕ КОРМОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

По состоянию на 2013 г. отмечено более чем 100-кратное увеличение площадей под коммерческими ГМ-культурами. Их площади увеличились с 1.7 млн. га в 1996 г. до 175.2 млн. га в 2013 г., причем из 27 стран, выращивающих такие растения, 19 относятся к развивающимся и только 8 к группе промышленно развитых государств. В 2013 г. 18 млн. фермеров (на 0.7 млн. больше, чем в 2012 г.) выращивали на своих полях ГМ-культуры. Более 90% от их числа, или около 16.5 миллионов, составляли мелкие фермеры в развивающихся странах. По прогнозам ВОЗ и ФАО, к 2015 г. ГМ-куль-туры будут выращиваться в 40 странах мира с участием 20 млн. фермеров [12].

Модификация ряда хозяйственно-ценный признаков (в результате переноса нескольких генов одновременно) является важной особенностью ген-модифицирующих конструкций сегодняшнего дня. Так, в 2013 г. 13 стран мира выращивали трансгенные культуры с двумя или более генетически измененными признаками, причем 10 стран — развивающиеся. Около 47 млн га, что составляет 27% от общей площади пашни, было засеяно культурами, имеющими генетическую модификацию по нескольким признакам, тогда как в 2012 г. ими бышо занято 43.7 млн га, или 26% из 170 млн га. Наибольшее распространение в 2013 г. получили трансгенные сорта сои — около 80% от всех возделываемый сортов этой культуры, хлопчатника — 70%, кукурузы — 32%, рапса — 24%. Основными признаками, подвергавшимися генетической модификации в 2013 г., быши следующие: гербицидоустойчивость — около 110 млн га, устойчивость к инсектицидам — более 20 млн га. В 2013 г. суммарная мировая прибыть только от продажи семян ГМ-культур оценивается примерно в 15.6 млрд долларов, что составляет 35% от 45 млрд долларов коммерческого рынка семян [12].

Одной из коммерческих ГМ-культур, обладающей устойчивостью к гербициду Roundup, явля-

ется люцерна посевная [13]. В апреле 2004 г. агентство по защите здоровья и благополучия животных и растений Департамента по сельскому хозяйству США (APHIS, Animal and Plant Health Inspection Service of USDA, USDA-APHIS) получило прошение от компании Monsanto и Forage Genetics International на нерегулируемое выращивание и распространение коммерческой ГМ-люцерны, устойчивой к глифосату Roundup. В 2005 г. USDA-APHIS такое разрешение выдал. Однако уже в 2006 г. группа фермеров, производящих не ГМ-люцерну, и Центр безопасности питания начали в Северном Окружном суде штата Калифорния судебный процесс против данного решения APHIS. Поскольку процесс в Окружном суде фермерами был выигран, компания Monsanto обратилась в Верховный суд США, который в июне 2010 г. после проведения судебных заседаний вынес решение в пользу Monsanto, поддержав решение USDA-APHIS о возможности выращивания и распространения коммерческой ГМ-люцерны, а 27 января 2011 г. Департамент по сельскому хозяйству США объявил об отмене государственного регулирования посева трансгенной люцерны без какого-либо ограничения [14]. Однако трансгенная люцерна не является ед

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»