Американские ученые предлагают создавать для уязвимых насекомых убежища, чтобы отсрочить момент появления полностью устойчивых популяций

В течение последних 25 лет фермеры США выращивали генетически модифицированные культуры, которые производят свои собственные пестициды. Среди прочего, это означало, что на полях можно применять меньше пестицидов. Однако, вредители сельскохозяйственных культур начали вырабатывать устойчивость к генетически модифицированным культурам, таким как Bt кукуруза и Bt хлопчатник.

О том, как предполагается решать эту проблему журналист портала www.wraltechwire.com Мэтт Шипман с Домиником Рейзигом, профессором энтомологии и специалистом по распространению знаний в штате Северная Каролина. Рейзиг координировал работу коалиции сельскохозяйственных специалистов и ученых-исследователей, которые разработали альтернативную стратегию борьбы с устойчивостью к пестицидам, производимым генетически модифицированными культурами.

М.Ш. - Агентству по охране окружающей среды США (EPA) поручено контролировать использование пестицидов. В сентябре EPA ыпустило предложение, которое станет первым шагом на пути к пересмотру действующих мер, гарантирующих, что эти генетически модифицированные культуры останутся эффективными против насекомых-вредителей. Однако, давайте сначала уточним, что же такое Bt-хлопчатник или кукуруза?

Д. Р. - Bacillus thuringiensis - это встречающаяся в природе бактерия, способная производить белки, убивающие насекомых. Поскольку белки являются натуральными, не оказывают воздействия на здоровье человека и токсичны для определенных насекомых-вредителей, они широко используются в органическом сельском хозяйстве. Термины «Bt-кукуруза» и «Bt-хлопчатник» относятся к кукурузе и хлопчатнику, которые были генетически модифицированы для производства белка Bacillus thuringiensis, уничтожающего определенных насекомых-вредителей. Когда растение было генетически модифицировано для производства инсектицида, такого как белок Bt, инсектицид упоминается как средство защиты растений, или PIP.

Особенность PIP заключается в том, что EPA признает их «общественным благом». Это связано с тем, что ГМО могут снизить использование различных инсектицидов, а сокращение использования пестицидов имеет преимущества для окружающей среды и здоровья человека. Таким образом, каждый может получить выгоду от того, чтобы ГМ-культуры оставались эффективными против вредителей.

М.Ш. – Но устойчивость вредителей растет?

Д.Р. - К сожалению, да. Чтобы предотвратить развитие у насекомых устойчивости к белкам Bt, PIP полагаются на стратегию высоких доз / убежища. Простыми словами это можно объяснить так: для насекомых-вредителей с высокими дозами требуется очень мало белка Bt, чтобы убить насекомое, и в популяции не так много устойчивых насекомых. (Да, выглядит нелогично, что вредители с «высокими дозами» убиваются низкими дозами Bt. Но это терминология.) Этим вредителям предоставляется убежище, что по сути означает, что вы даете им определенную территорию, где они могут процветать. Это означает, что всегда будут «уязвимые» вредители без устойчивости к культурам Bt. Эти уязвимые вредители могут размножаться с любыми вредителями, у которых развивается устойчивость к культурам Bt. Таким образом, получается некий баланс и отсрочка развития устойчивости.

EPA определяет «высокую дозу» как PIP, который производит уровень токсина в 25 раз больше, чем необходимо для уничтожения всех восприимчивых насекомых. Вредителей, подпадающих под это определение, позже стали называть «вредителями с высокими дозами». (Это объясняет, почему вредители, чувствительные к Bt, называются вредителями с высокими дозами, хотя это и кажется нелогичным.)

В коммерческих целях в качестве белков PIP используются два типа белков Bt: кристаллический (Cry) и растительный инсектицидный белок (Vip). Первые культуры Bt были коммерчески посажены в 1996 году; к 2016 году было 16 случаев устойчивости к белкам Cry, но ни одного случая устойчивости к белкам Vip.

Оглядываясь назад, можно сказать, что стратегия высоких доз / убежища очень хорошо сработала для вредителей с высокими дозами, но не для всех. Те 16 случаев устойчивости к Cry произошли у «вредителей, не принимающих высокие дозы», которые были менее чувствительны к токсину Bt.

М. Ш. - Итак, что делает EPA для сохранения общественного блага и решения проблемы роста устойчивости к Bt-культурам?

Д. Р. - Агентство по охране окружающей среды признало, что существующая система отсрочки появления устойчивости хорошо работает для вредителей с высокими дозами, но не для вредителей с низкими дозами. Поэтому они созвали научную консультативную группу для разработки «белой книги» о том, как улучшить управление резистентностью для гусеничных вредителей, не принимающих высокие дозы, в течение 2018 года.

Недавно EPA выпустило предложение по изменению системы управления резистентностью от гусениц-вредителей в невысоких дозах. (Общественное обсуждение предложения закрыто 9 ноября). Предложение EPA касается гусеничных вредителей, которые не подходят под описание высокодозовых вредителей, как я уже объяснил. В частности, в отношении этих гусеничных вредителей EPA предлагает изменить способ определения устойчивости в полевых условиях, чтобы наметить лучший способ выявления устойчивости, найти способ смягчить сопротивление и меры профилактики, например, какие PIP можно сажать или как сажать убежища.

Конкретно наша группа работает с насекомыми, важными для сельского хозяйства: как с вредителями, такими как пресловутый долгоносик, так и с полезными видами, такими как опылители. Некоторые из нас работают на местах, другие - в лабораториях. Некоторые из нас работают напрямую с насекомыми, в то время как другие имеют дело исключительно с генетикой. Итак, мы очень разнородная группа.

По этому вопросу я работал с энтомологами, специализирующимися на кукурузе и хлопчатнике, большинство из нас - из университетов США, предоставляющих земельные наделы для научных работ, а также с некоторыми из наших канадских коллег. Наша задача - донести научно обоснованную информацию до заинтересованных лиц в сельскохозяйственном сообществе для повышения прибыльности и защиты окружающей среды и здоровья человека.

Хотя мы рады, что EPA обеспокоено поддержанием эффективности ГМО, тем не менее считаем, что это предложение во многих важных аспектах отклоняется от рекомендаций научной консультативной группы 2018 года. В нынешнем виде мы прогнозируем, что реализация этого предложения приведет к быстрому и интенсивному развитию устойчивости к Vip у двух значимых на национальном уровне насекомых-вредителей: кукурузной совки и западной бобовой совки.

Исходя из прошлого опыта борьбы с устойчивостью вредителей, производители и окружающая среда несут основную тяжесть затрат. Когда возникает устойчивость, производители должны платить больше за дополнительные инсектициды, чтобы попытаться уничтожить насекомых или вообще пересевать поле. В таком случае экологические преимущества использования PIP будут полностью потеряны.

Более того, первоначальная структура для управления устойчивостью вредителям к ГМ-культурам существует уже 24 года. Если эта новая структура будет принята, она будет применяться не только к PIP на растениях, которые выращиваются прямо сейчас, но и к любым будущим PIP, которые будут зарегистрированы и высажены, возможно, на очень долгое время.

Решение, которое предлагаем мы, основано на первых принципах управления резистентностью: 1) ограничить использование инсектицида; 2) разнообразить применение инсектицида; 3) прекратить использование инсектицида в пространстве и времени для создания убежищ.

EPA оценит наше решение, как и все комментарии общественности, и доработает свои рекомендации. Они будут работать с поставщиками семян (которые владеют PIP), чтобы заполнить недостающие данные. Однако на данный момент мы не знаем, каковы будут окончательные рекомендации.

(Источник: www.wraltechwire.com. Автор: Мэтт Шипман).