Анализ данных, охватывающих 12 лет и 10 штатов «кукурузного пояса» США, показывает, что фермеры несут экономические потери из-за чрезмерного использования генетически модифицированной кукурузы, предназначенной для борьбы с жуками-диабротиками (Diabrotica).
Проект, возглавляемый энтомологом из Университета Пердью Кристианом Крупке, зафиксировал более высокое давление вредителей-диабротиков в западных штатах «кукурузного пояса»: Иллинойсе, Айове, Миннесоте, Небраске, Северной Дакоте, Южной Дакоте и Висконсине. В этих штатах фермеры обычно выращивают кукурузу непрерывно. В восточных штатах «кукурузного пояса» Индиане, Мичигане и Огайо фермеры практикуют севооборот, что снижает необходимость борьбы с вредителями с помощью генно-инженерных семян или инсектицидов. Тем не менее, использование трансгенных гибридов кукурузы, нацеленных на борьбу с диабротиками, было удивительно схожим по всему региону. Данное исследование изучило последствия этого несоответствия.
Крупке и 19 соавторов из 12 других университетов США, Китая и Канады сообщают о своих результатах в журнале Science. Ретроспективное исследование показало, что ландшафт вредителей коренным образом изменился во многих ключевых районах выращивания кукурузы в США с 2004 года, когда началось широкое внедрение трансгенных гибридов кукурузы, нацеленных на борьбу с диабротиками. Исследование показывает, что давление вредителей в большей части региона резко снизилось после внедрения этих гибридов, что уменьшило необходимость широкого применения признаков, специфичных для диабротиков.
Крупке отмечает ценность долгосрочных наборов данных прикладных исследований, полученных в результате полевых исследований государственного сектора. Он также добавляет, что короткая продолжительность и меняющиеся приоритеты финансирования исследований делают наличие такого объема и охвата биологических данных все более редким, и что эти данные являются одними из наиболее полезных типов данных для разработки политических рекомендаций.
В 2003 году был представлен первый генно-инженерный гибридный признак кукурузы, смертельный для диабротиков и полученный из бактерии Bacillus thuringiensis (Bt). С тех пор фермеры широко используют гибриды «Bt-кукурузы». Впоследствии в многочисленных полевых исследованиях сообщалось об устойчивости диабротиков к Bt с 2009 года, что ставит под сомнение долгосрочную жизнеспособность признаков Bt.
Исследование возникло на основе наблюдений, сделанных рабочей группой энтомологов, занимающихся кукурузой, которые ежегодно встречаются для обсуждения влияния вредителей на этот товар. Несколько лет назад Крупке заметил разницу между сообщениями о диабротиках в восточных и западных штатах «кукурузного пояса». Он говорит, что ученые находились в разных регионах страны, но делали примерно одно и то же. Они все еще боролись с вредителем, используя Bt-гибриды, как если бы диабротика была основной причиной потери урожая в таких штатах, как Индиана. По его словам, это не так и не было так в течение некоторого времени.
По оценкам исследователей, с 2014 по 2016 год потери урожая, связанные с повреждением диабротиками, составили 47,5 бушелей на акр в западных штатах и 8,5 бушелей на акр в восточных штатах.
Исследование количественно оценило две статьи расходов, связанных с использованием Bt-гибрида. Одной из них была значительная плата за технологию – премия, которую производители платят при покупке семян. Другой статьей расходов стало снижение восприимчивости вредителей к Bt-токсину. Крупке поясняет, что если рассматривать Bt-гибрид как конечный ресурс, то каждый раз, когда он используется, немного снижается восприимчивость, и поэтому вероятность того, что он сработает так же хорошо в следующий раз, немного меньше.
Со своей стороны, производители выбирают элитную генетику гибридных семян, которая обеспечит наилучшие урожаи. Эти гибриды часто объединяют множество других желательных признаков, включая экспрессию множества Bt-токсинов, независимо от того, нужны они или нет.
Кристина ДиФонзо, энтомолог по полевым культурам из Университета штата Мичиган, сравнивает объединение признаков семян с пакетами, которые раньше предлагались для кабельного телевидения. Потребители платили за сотни каналов, когда им было нужно всего 10 или 15. Потоковые сервисы и программы по запросу положили этому конец. Она считает, что фермеры приветствовали бы аналогичный «список выбора» для семян, и это помогло бы в управлении устойчивостью к насекомым.
Ключевое отличие состоит в том, что устойчивая к насекомым кукуруза несет постоянный сопутствующий ущерб наряду с прямыми затратами. По словам ДиФонзо, деньги можно заменить, но потеря восприимчивости к технологии происходит только в одном направлении и необратима.
Эти уроки следует применять к пока еще не определенным новым технологиям трансгенных признаков для защиты растений, говорит ведущий автор исследования Цзывэй Е, доцент Школы экономики сельского хозяйства и развития сельских районов Китайского народного университета. Она советует не возвращаться к инсектицидам, таким как фосфорорганические соединения и пиретроиды, для борьбы с диабротиками.
Е говорит, что технология Bt является и была чистым преимуществом, которое помогает защитить полезные организмы и почвенные экосистемы, а также повышает устойчивость к засухе. Она добавляет, что они все чаще рассматриваются как ключевые ресурсы для обеспечения продовольствием растущего населения мира в условиях изменения климата.
Bt и антибиотики – примеры «биологического достояния». Отдельные люди могут считать, что имеет смысл использовать их в качестве страховки, даже если риск вреда от вредителя кажется ограниченным. Если многие производители будут делать это в течение длительного периода времени, возникнет резистентность, и снижение эффективности технологии затронет их всех.
Соавтор исследования Дэвид Хеннесси, профессор экономических систем в Университете штата Айова, говорит, что чрезмерное использование Bt может иметь смысл для каждого отдельного человека, но в конечном итоге все потеряют технологию раньше, чем могло бы быть в противном случае. По сути, каждый человек не учитывает вред, причиняемый другим из-за накопления генетической устойчивости к токсину.
Таким образом, фермеры, как правило, используют слишком много семян Bt, нацеленных на диабротиков, для получения прибыли, особенно в восточной части «кукурузного пояса». Хеннесси из Университета штата Айова добавляет, что во многих случаях они злоупотребляют ресурсами не только для общего блага, но и для своей собственной выгоды. Простое информирование фермеров о необходимости сосредоточиться на сравнении финансовых затрат и выгод для себя при использовании признака Bt, нацеленного на диабротик, может помочь защитить будущую эффективность этого признака.
Крупке отмечает, что использование трансгенных технологий, таких как Bt-кукуруза, в качестве ключевого инструмента борьбы с вредителями, вероятно, продолжится. Технология удобна для производителей и сокращает применение инсектицидов.
Он говорит, что сохранение этой и будущих подобных технологий в рабочем состоянии в долгосрочной перспективе отвечает интересам каждого.
