Kapsa K č. 4: GM plodiny a životní prostředí

Diskuze o vlivu geneticky modifikovaných (GM) plodin na životní prostředí je stále složitější, intenzivnější a vyvolává mimořádné emoce. Dále se komplikuje s tím, jak jsou zveřejňovány nové výzkumy. Jsou geneticky modifikované plodiny bezpečné pro životní prostředí?“

Posouzení vlivu geneticky modifikovaných plodin na životní prostředí je často obtížné, protože se zvažuje mnoho faktorů. Někteří vědci se zaměřují na potenciální rizika GM plodin, zatímco jiní zdůrazňují jejich možné přínosy. Jenže jaké jsou problémy a jak je můžeme řešit?

Jaká je současná situace v oblasti životního prostředí?

Rostoucí populace, globální oteplování a ztráta biologické rozmanitosti mají obrovský dopad na naše životní prostředí.

V roce 2050 bude na této planetě žít 9,5 miliardy lidí. To znamená, že za necelých 50 let se světová populace zvýší o 3 miliardy. Uživit tyto lidi bude znamenat rozsáhlé změny v produkci, distribuci a stabilitě potravin.

Naneštěstí není obdělávaná půda a populace rovnoměrně rozložena. Například Čína má pouze 1,4 % světové úrodné půdy, ale 20-25 % světové populace.1 Tuto situaci dále zhoršuje ubývání obdělávané půdy v důsledku eroze, méně obnovitelných zdrojů, méně vody a menší počet obyvatel pracujících na půdě.

Ničení divočiny a lesů a pokračující využívání uhlí a ropy vedlo k neustálému zvyšování hladiny oxidu uhličitého, což má za následek globální oteplování. Předpokládá se, že průměrná globální teplota se do roku 2100 zvýší o 1,4-5,8 ºC, přičemž se zvýší výkyvy počasí. Změna klimatu může radikálně změnit průběh srážek, a proto si vyžádá migraci lidí a změny v zemědělských postupech.

Zvětšující se počet lidí je navíc zodpovědný za ničení divočiny, problémy s kvalitou vody a odvádění vody. Ztráta stanovišť má za následek vytlačení mnoha druhů.

Pro zachování lesů, stanovišť a biologické rozmanitosti je tedy nutné zajistit, aby budoucí potřeba potravin pocházela pouze z aktuálně využívané obdělávané půdy.

Jaké jsou přínosy geneticky modifikovaných plodin pro životní prostředí?

Jedním z významných přínosů geneticky modifikovaných plodin pro životní prostředí je dramatické snížení používání pesticidů, přičemž velikost tohoto snížení se u jednotlivých plodin a zavedených vlastností liší.

1. Studie hodnotící globální ekonomické a environmentální dopady biotechnologických plodin za prvních dvacet jedna let (1996-2016) jejich zavádění ukázala, že tato technologie snížila postřiky pesticidy o 671,2 milionu kg a snížila ekologickou stopu spojenou s používáním pesticidů o 18,4 %. Technologie také významně snížila uvolňování emisí skleníkových plynů ze zemědělství, což odpovídá odstranění 16,75 milionu automobilů ze silnic.2
2. Podle metaanalýzy dopadů GM plodin snížila GM technologie používání chemických pesticidů o 37 %.3
3. Studie amerických farmářů pěstujících kukuřici a sóju v letech 1998 až 2011 dospěla k závěru, že pěstitelé kukuřice tolerantní k herbicidům použili o 1,2 % (0,03 kg/ha) méně herbicidů než ti, kteří ji nepoužili, a pěstitelé kukuřice odolné vůči hmyzu použili o 11,2 % (0,013 kg/ha) méně insekticidů než ti, kteří ji nepoužili.4
4. V Číně vedlo používání Bt bavlny v roce 2001 ke snížení spotřeby pesticidů o 78 000 tun formulovaných pesticidů. To odpovídá přibližně čtvrtině všech pesticidů postříkaných v Číně v polovině 90. let 20. století.5 Jiná studie zahrnující údaje shromážděné v letech 1999-2012 navíc ukázala, že zavedení Bt bavlny způsobilo významné snížení používání pesticidů.6
5. Používání Bt bavlny může podstatně snížit riziko a výskyt otrav pesticidy u zemědělců.7
6. Plodiny tolerantní k herbicidům umožnily v USA další rozšíření konzervačního zpracování půdy, zejména systému bezorebného obdělávání. Zavedení konzervačních a bezorebných postupů pěstování ušetřilo téměř 1 miliardu tun půdy ročně.8
7. Biotechnologická bavlna má prokazatelně pozitivní vliv na počet a rozmanitost užitečného hmyzu na bavlníkových polích v USA a Austrálii.9
8. Přijetí Bt kukuřice na Filipínách neprokázalo náznaky, že by Bt kukuřice měla negativní vliv na početnost a diverzitu hmyzu.17

Jak jsou GM plodiny posuzovány z hlediska environmentální bezpečnosti?

GM plodiny jsou před vstupem na trh důkladně hodnoceny z hlediska vlivu na životní prostředí. Posuzuje je mnoho zúčastněných stran v souladu se zásadami, které vypracovali odborníci na životní prostředí po celém světě.10,11,12 Mezi ty, kteří provádějí postupy hodnocení rizik, patří vývojáři GM plodin, regulační orgány a akademičtí vědci.

Většina zemí používá podobné postupy hodnocení rizik při posuzování interakcí mezi GM plodinou a jejím životním prostředím. Ty zahrnují informace o úloze vneseného genu a o účinku, který přináší do přijímající rostliny. Rovněž jsou řešeny specifické otázky týkající se nezáměrných účinků, jako např:

1. vliv na necílové organismy v životním prostředí
2. zda může modifikovaná plodina přetrvávat v životním prostředí déle než obvykle nebo zda může napadnout nová stanoviště
3. pravděpodobnost a důsledky neúmyslného přenosu genu z modifikované plodiny na jiné druhy

Zvětšující se lidská populace je dále zodpovědná za ničení divočiny, problémy s kvalitou vody a odvádění vody. Ztráta stanovišť má za následek vytlačení mnoha druhů

Pro zachování lesů, stanovišť a biologické rozmanitosti je tedy nutné zajistit, aby budoucí potřeba potravin pocházela pouze z aktuálně využívané obdělávané půdy.

Jaká jsou potenciální rizika

Možnost outcrossu zavlečených genů s příbuznými plevelnými rostlinami a také možnost vzniku plevelných druhů

Out-crossing je neúmyslné křížení domácí plodiny s příbuznou rostlinou. Hlavním environmentálním problémem spojeným s geneticky modifikovanými plodinami je jejich potenciál vytvářet nové plevele prostřednictvím out-crosingu s planě rostoucími příbuznými druhy nebo jednoduše tím, že samy přetrvávají ve volné přírodě.

Potenciál, že dojde k výše uvedenému, se posuzuje před zavedením a sleduje se i po výsadbě plodiny. Desetiletá studie zahájená v roce 1990 prokázala, že u testovaných geneticky modifikovaných plodin (řepka olejka, brambory, kukuřice a cukrová řepa) a vlastností (tolerance k herbicidům, ochrana proti hmyzu) neexistuje zvýšené riziko invazivity nebo přetrvávání ve volné přírodě ve srovnání s jejich nemodifikovanými protějšky.13 Výzkumníci však uvedli, že tyto výsledky „neznamenají, že by genetické modifikace nemohly zvýšit plevelnost nebo invazivitu plodin, ale naznačují, že produktivní plodiny pravděpodobně nepřežijí dlouho mimo pěstování“. Je proto důležité, jak to vyžadují předpisy, posuzovat jednotlivé GM plodiny případ od případu, a to jak před jejich uvedením na trh, tak i po jejich komercializaci.

Přímé účinky na necílové organismy

V květnu 1999 bylo oznámeno, že pyl z kukuřice odolné vůči hmyzu Bacillus thuringiensis (Bt) má negativní vliv na larvy motýla Monarcha. Tato zpráva vyvolala obavy a otázky ohledně možných rizik pro monarchy a možná i další necílové organismy. Někteří vědci však nabádali k opatrnosti při interpretaci této studie, protože odráží jinou situaci než v životním prostředí. Autor uvedl: „Naše studie byla provedena v laboratoři, a přestože nastoluje důležitou otázku, bylo by nevhodné vyvozovat jakékoli závěry o riziku pro populace Monarchů v terénu pouze na základě těchto prvních výsledků.“ V roce 2001 dospěla studie publikovaná v PNAS k závěru, že vliv pylu Bt kukuřice na populace motýlů Monarchů je zanedbatelný.16

Zpráva americké Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) uvedla, že „údaje poskytují závažné důkazy, které nenaznačují žádné nepřiměřené nepříznivé účinky Bt proteinů exprimovaných v rostlinách na necílové volně žijící živočichy“. Společné výzkumné úsilí severoamerických vědců navíc dospělo k závěru, že u většiny komerčních hybridů je exprese Bt v pylu nízká a laboratorní a polní studie neprokazují žádné akutní toxické účinky při jakékoli hustotě pylu, která by se vyskytla na poli.13 Publikace Loseyho v časopise Nature, 1999; a laboratorní pokusy na násilně krmených dravcích a rozsáhlé polní práce neprokázaly žádný významný vliv na populace motýlů monarchů.18

Vývoj rezistence hmyzu

Další obavou z používání Bt plodin je, že povede k vývoji rezistence hmyzu vůči Bt. Vláda, průmysl a vědci vypracovali plány řízení rezistence hmyzu, které mají tento problém řešit. Tyto plány zahrnují požadavek, že každé pole s plodinami odolnými vůči hmyzu musí mít přidružené útočiště z geneticky nemodifikovaných plodin, aby se hmyz mohl vyvíjet bez selekce na odrůdy odolné vůči hmyzu.

Vědci po celém světě vyvíjejí také další postupy řízení rezistence. Ty musí být prováděny v souladu s monitoringem po schválení, kdy budou geneticky modifikované plodiny, stejně jako jejich bezprostřední okolí, neustále vyhodnocovány z hlediska změn i po uvolnění plodiny.

Závěr

Před uvolněním geneticky modifikovaných plodin se vyhodnocují environmentální a ekologické problémy potenciálně spojené s těmito plodinami. Kromě toho je třeba zavést monitorování po schválení a správné zemědělské systémy, aby bylo možné odhalit a minimalizovat potenciální rizika a také zajistit, aby GM plodiny byly bezpečné i po jejich uvolnění. Srovnání mezi GM, konvenčními a jinými zemědělskými postupy, jako je ekologické zemědělství, přinese objasnění relativních rizik a přínosů zavádění GM plodin.

1. Čína vyzývá k další ochraně orné půdy, 23. března 2004. http://english.people.com.cn/200403/23/eng20040332_138213.shtml.
2. Brookes, G a P Barfoot. 2018. Geneticky modifikované plodiny: Globální socioekonomické a environmentální dopady v letech 1996-2016. PG Economics Ltd, Velká Británie. s. 1-204.
3. Klümper, W a M Qaim. 2014. Metaanalýza dopadů geneticky modifikovaných plodin. PLoS ONE 9(11): e111629. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111629.
4. Perry, ED, F Ciliberto, DA Hennessy a GC Moschini. 2016. Geneticky modifikované plodiny a používání pesticidů u kukuřice a sóji v USA. Science Advances 2(8): e1600850. http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850.full.
5. Pray, CE, J Huang, R Hu a S Rozelle. 2002. Pět let Bt bavlny v Číně – přínosy pokračují. The Plant Journal, 31(4):423-430
6. Qiao, F, J Huang, S Wang a Q Li. The impact of Bt cotton adoption on the stability of pesticide use (Vliv zavedení Bt bavlny na stabilitu používání pesticidů). Journal of Integrative Agriculture. Doi:10.1016/S2095-3119(17)61699-X.
7. Hossain, F, CE Pray, Y Lu, J Huang a R Hu. 2004. Geneticky modifikovaná bavlna a zdraví zemědělců v Číně. International Journal of Occupational and Environmental Health, 10: 296-303
8. Fawcett, R a D Towery. 2002. Conservation tillage and plant biotechnology: how new technologies can improve the environment by reducing the need to orl. Conservation Tillage Information Center, West Lafayette, Indiana. http://ctic.purdue.edu/CTIC/BiotechPaper.pdf
9. Carpenter, J, A Felsot, T Goode, M Hammig, D Onstad a S Sankula. 2002. Srovnávací dopady biotechnologicky odvozených a tradičních plodin sóji, kukuřice a bavlny na životní prostředí. Council for Agricultural Science and Technology, Ames, Iowa, červen.
10. Canola Council of Canada. 2001. An agronomic and economic assessment of transgenic canola (Agronomické a ekonomické hodnocení transgenní řepky). Canola Council of Canada: 1-95. http://www.canola-council.org/production/gmo1.html
11. Národní rada pro výzkum USA. 1989. Polní testování geneticky modifikovaných organismů: rámec pro rozhodování. Výbor pro vědecké hodnocení zavádění geneticky modifikovaných mikroorganismů a rostlin do životního prostředí. National Academy Press, Washington, DC
12. Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj. 1992. Úvahy o bezpečnosti biotechnologií. OECD, Paříž, 50 s.
13. Government of Canada. 1994. Kritéria hodnocení pro stanovení environmentální bezpečnosti rostlin s novými vlastnostmi. Dir. 9408, 16. prosince 1994. Plant Products Division, Plant Industry Directorate, Agriculture and Agri-food Canada.
14. Crawley, MJ, SL Brown, RS Hails, DD Kohn a M Rees. 2001. Biotechnologie: transgenní plodiny v přírodním prostředí. Nature, 409:682-683.
15. Agentura pro ochranu životního prostředí USA. 2002. Bt biopesticides registration action document preliminary risks and benefits sections Bacillus thuringiensis plant-pesticides. http://www.epa.gov.scipoly/sap
16. Sear, M, RL Helmich, DE Stanley-Horn, KS Obenhauser, JM Pleasants, HR Matilla, BD Siegfried and GP Dively. 2001. Impact of Bt corn pollen on monarch butterfly [Vliv pylu Bt kukuřice na motýly monarchy]. PNAS 98(21):11937-11942
17. Yorobe, JM, CB Quicoy, EP Alcantara a BR Sumayao. 2006. Hodnocení dopadů Bt kukuřice na Filipínách. The Philippine Agricultural Scientist 89(3): 258-267.
18. Ammann, K. 2004. Vliv zemědělských biotechnologií na biologickou rozmanitost. Botanická zahrada Univerzity v Bernu

*Aktualizováno v říjnu 2018

.