Риск поражения почвообитающих насекомых

По итогам лабораторных испытаний влияния белковых препаратов из листьев Bt-кукурузы (Cry1Ab) на развитие коллемболлы (Folsomia candida) было найдено, что значение их максимальной недействующей концентрации составляло 125 мкг/кг, значение максимально переносимой концентрации - от 125 мг белка/кг почвы (0,088 мкг/кг Cry1Ab) до 250 мкг белка/кг почвы (0,175 мкг/кг Cry1Ab). Тем не менее был сделан вывод, что наличие Bt-токсина в почве не будет оказывать негативного действия на коллемболу, так как это насекомое питается, в основном, разложившимся растительным материалом, колонизированным грибами, а не нативными растениями. Полагают, что разложившиеся остатки ТР не будут содержать опасные для этого насекомого концентрации Bt-токсина (39).

Риск поражения пчел

Негативное влияние пыльцы ЭТР на пчел могло бы иметь весьма неблагоприятные как экономические, так и экологические последствия. Именно поэтому проведена серьезная оценка подобной ситуации. В лабораторных условиях личинок медоносных пчел (Apis mellifera L) выращивали на пыльце с Cry1A-токсином и на пыльце контрольной кукурузы. Даже при такой высокой нагрузке Bt-токсина какого либо токсического эффекта на пчел обнаружено не было (39,42). Аналогичные результаты были получены и в случае Cry3B- токсина (50). В то же время, Bt-защищенный масличный рапс снижал способность пчел к обучению (51).

Оценки риска поражения не целевых чешуекрылых

Бабочка данаида Монарх (Danaus plexippus) - одна из самых распространенных в Северо-Американском регионе (от центральной Мексики до Южной Канады). Ее жизнь полностью зависит от листьев молочая, которыми питаются ее личинки. Наблюдающееся в последнее время падение численности популяций данаиды - предмет большой озабоченности ученых. В лабораторных условиях использовали листья молочая, искусcтвенно покрытые пыльцой Bt-кукурузы. Обнаружилось, что при такой диете смертность личинок данаиды превышала контроль (52).

Открытым оставался вопрос, какое количество пыльцы Bt-кукурузы может быть на листьях сорного молочая, растущего по соседству с трансгенной кукурузой. С этой целью для кормления личинок данаиды использовали листья молочая, собранные с растений, растущих в поле рядом с Bt-кукурузой (Cry1Ab). Оказалось, что при питании листьями молочая в полевых условиях смертность личинок данаиды составила 19%, а в контроле все личинки выжили. Был сделан вывод, что в полевых условиях при любой плотности пыльцы Bt-кукурузы, естественно попадающей на поверхность молочая, она не оказывает летального действия на личинки данаиды. В целом, двухлетние исследования показали, что влияние пыльцы Bt-кукурузы на популяции этой бабочки незначительно и им можно пренебречь (53).

В недавних полевых исследованиях также не обнаружили летального действия пыльцы Bt-кукурузы на парусника поликсена (Papilio polyxenes) и данаиду. Хотя пятикратные дожди смыли большую часть пыльцы с ЭТР, было установлено значительное снижение скорости роста личинок парусника, причиной которого считается трансгенная пыльца. Авторы полагают, что в полевых условиях Bt-пыльца оказывает сублетальное действие на его личинки (54).

Более однозначный ответ на рассматриваемый вопрос могли бы дать полевые эксперименты по оценке токсичности для личинок данаиды кристаллических белковых препаратов разных Bt-токсинов из препаратов пыльцы, собранных с различных гибридов Bt-кукурузы. Действительно, было выполнено достаточно детальное тестирование сравнительной токсичности как препаратов Bt-токсинов (Cry1Ab, Cry1Ac, Cry9C, Cry1F), так и пыльцы из соответствующих гибридов Bt-кукурузы. Токсины включали в состав искусственной диеты, а пыльцу, собранную с ТР, наносили на диски из листьев молочая. Как оказалось, препараты очищенных кристаллов Bt-токсинов (Cry9C, Cry1F) относительно не токсичны для личинок первого возраста данаиды, но к токсинам Cry1Ab и Cry1Ac эти личинки были высокочувствительны. Взрослые личинки старших возрастов были в 12-23 раза менее чувствительны к Cry1Ab-токсину в сравнении с личинками первого возраста. Опыты показали, что контаминирование пищи трансгенной пыльцой может весьма по-разному и даже “драматическим” образом влиять на выживаемость личинок и на динамику их массы и, тем самым, приводить к ложным выводам. Только пыльца из Bt-кукурузы (Cry1Ab) воспроизводимо демонстрировала негативное влияние на личинки Монарха, в то время как пыльца гибридов кукурузы, продуцирующих другие токсины (Cry1Aс, Cry1F и Cry9C) в полевых условиях острого токсического действия на развитие личинок не оказывала (55). В целом, лабораторные и полевые оценки риска поражения Bt-токсином ЭТР личинок данаиды демонстрируют, что подобный риск в реальных полевых условиях исключить нельзя.

В общем, даже краткий обзор результатов лабораторных и полевых оценок риска поражения ЭТР не целевых чешуекрылых насекомых показывает, что:

1) пыльца Bt-кукурузы действительно может оказывать негативное влияние на личинок некоторых не целевых насекомых и

2) степень этого негативного влияния зависит от типа Bt-токсина и, тем самым, от конкретных энтомоцидных характеристик и вида ЭТР;

3) результаты оценки риска для не целевых насекомых, полученные на одном сорте (гибриде) ЭТР не могут быть a priori автоматически распространены на другие сорта (гибриды).

В настоящее время наиболее рациональным представляется следующий комплексный подход при оценке риска поражения ЭТР не целевых насекомых:

1. Составление описания сообщества насекомых (включая почвообитающих) для АЭС, в которую предполагается интродуцировать ЭТР по схеме:

А. Основные доминанатные виды насекомых, определяемые согласно экспертным оценкам в течение двух-трех лет (сезонов).

Б. Для этих доминантных видов в соответствии с требованиями современного экологического мониторинга (55) должны быть указаны статические и динамические популяционные характеристики, а также показатели структуры сообщества и его функциональные характеристики.

2. В лабораторных экспериментах должна быть установлена степень поражения представителей основных доминирующих видов и представителей ключевых звеньев в системах хищник-жертва:

• препаратами соответствующего энтомотоксина,

• пыльцой ЭТР,

• диетами, содержащими препараты с ингридиентами из разных тканей, частей и органов ЭТР.

3. В условиях климатических камер (теплиц) должна быть установлена степень поражения представителей основных доминирующих видов и ключевых звеньев в системах хищник-жертва, обитающих на контрольных и ЭТР.

В этих же условиях должна быть проведена сравнительная оценка степени поражения тех же насекомых в местах планируемой интродукции ЭТР наиболее распространенными химическими инсектицидами.

4. В полевых условиях должна быть установлена степень поражения представителей основных доминирующих видов и ключевых звеньев в системах хищник-жертва, обитающих на контрольных и ЭТР. В этих же условиях должна быть сравнительно оценена степень поражения ЭТР тех же тест-насекомых наиболее распространенными инсектицидами (56).

В целом, в настоящее время представляется весьма целесообразным, чтобы результаты комплексной оценки потенциального риска ЭТР содержали информацию о динамике целевых и не целевых насекомых:

• в АЭС с традиционными, не трансгенными растениями без применения инсектцидов,

• в АЭС с традиционными, не трансгенными растениями с применением инсектцидов,

• в АЭС с ЭТР в отсутствие химических инсектцидов.

Именно такой многоэтапный, комплексный и сравнительный анализ в наибольшей степени позволит обосновать экологически приемлемое решение о целесообразности производства ЭТР.

Следует особо отметить, что методы оценки риска поражения ЭТР не целевых насекомых, применяемые в настоящее время в разных странах, пока еще находятся в стадии разработки (58,59). Совершенно очевидно, что международная гармонизация таких оценок весьма необходима.