Pocket K No. 4: GM Crops and the Environment

Debata na temat wpływu genetycznie modyfikowanych (GM) upraw na środowisko staje się coraz bardziej złożona, intensywna i niezwykle emocjonalna. Jest ona jeszcze bardziej skomplikowana w miarę publikowania nowych badań. Czy uprawy GM są bezpieczne dla środowiska?

Ocena wpływu upraw GM na środowisko jest często trudna, ponieważ bierze się pod uwagę wiele czynników. Niektórzy naukowcy skupiają się na potencjalnych zagrożeniach związanych z uprawami GM, podczas gdy inni podkreślają ich potencjalne korzyści. Jakie są to problemy i jak możemy się nimi zająć?

Jaka jest obecna sytuacja środowiskowa?

Rosnąca populacja, globalne ocieplenie i utrata bioróżnorodności mają ogromny wpływ na nasze środowisko.

Do roku 2050 na naszej planecie będzie żyło 9,5 miliarda ludzi. Oznacza to, że w ciągu mniej niż 50 lat, światowa populacja wzrośnie o 3 miliardy. Wyżywienie tych ludzi będzie oznaczało ogromne zmiany w produkcji, dystrybucji i stabilności produktów spożywczych.

Niestety, grunty uprawne i populacja nie są równomiernie rozłożone. Na przykład, Chiny mają tylko 1,4% światowych ziem uprawnych, ale 20-25% ludności świata.1 Sytuację tę pogarsza jeszcze zmniejszająca się powierzchnia upraw z powodu erozji, mniejsza ilość zasobów odnawialnych, mniej wody oraz zmniejszona liczba ludności pracującej na roli.

Niszczenie dzikich terenów i lasów oraz ciągłe wykorzystywanie węgla i ropy naftowej doprowadziło do stałego wzrostu poziomu dwutlenku węgla, co skutkuje globalnym ociepleniem. Przewiduje się, że średnia globalna temperatura wzrośnie o 1,4 – 5,8ºC do 2100 r., co spowoduje coraz większe wahania warunków pogodowych. Zmiana klimatu może radykalnie zmienić wzorce opadów i dlatego wymaga migracji ludzi i zmian w praktykach rolniczych.

Ponadto, rosnąca populacja ludzka jest odpowiedzialna za niszczenie dzikiej przyrody, problemy z jakością wody i przekierowywanie wody. Utrata siedlisk spowodowała przemieszczenie wielu gatunków.

W związku z tym, aby zachować lasy, siedliska i bioróżnorodność, należy zapewnić, że przyszłe zapotrzebowanie na żywność będzie pochodzić wyłącznie z obecnie wykorzystywanych pól uprawnych.

Jakie są korzyści środowiskowe upraw GM?

Jedną z istotnych korzyści środowiskowych upraw GM jest radykalna redukcja zużycia pestycydów, przy czym wielkość tej redukcji różni się w zależności od uprawy i wprowadzonej cechy.

1. Badanie oceniające globalne skutki gospodarcze i środowiskowe upraw biotechnologicznych w ciągu pierwszych dwudziestu jeden lat (1996-2016) od przyjęcia wykazało, że technologia zmniejszyła opryskiwanie pestycydami o 671,2 mln kg i zmniejszyła ślad środowiskowy związany ze stosowaniem pestycydów o 18,4%. Technologia ta znacznie zmniejszyła również emisję gazów cieplarnianych w rolnictwie, co odpowiada usunięciu z dróg 16,75 mln samochodów.2
2. Zgodnie z metaanalizą dotyczącą wpływu upraw GMO, technologia GMO zmniejszyła zużycie pestycydów chemicznych o 37 procent.3
3. Badania amerykańskich rolników uprawiających kukurydzę i soję w latach 1998-2011 wykazały, że stosujący kukurydzę odporną na herbicydy stosowali o 1,2% (0,03 kg/ha) mniej herbicydów niż niestosujący, a stosujący kukurydzę odporną na insektycydy stosowali o 11,2% (0,013 kg/ha) mniej insektycydów niż niestosujący.4
4. W Chinach, zastosowanie bawełny Bt spowodowało zmniejszenie zużycia pestycydów o 78 000 ton w 2001 roku. Odpowiada to około jednej czwartej wszystkich pestycydów rozpylanych w Chinach w połowie lat 90-tych.5 Ponadto, inne badanie obejmujące dane zebrane od 1999 do 2012 roku wykazało, że zastosowanie bawełny Bt spowodowało znaczącą redukcję zużycia pestycydów.6
5. Stosowanie bawełny Bt może znacząco zmniejszyć ryzyko i częstotliwość zatruć pestycydami wśród rolników.7
6. Rośliny odporne na herbicydy ułatwiły ciągłą ekspansję uprawy konserwującej, a zwłaszcza systemu uprawy bez orki, w USA. Przyjęcie praktyk uprawy konserwującej i bez orki pozwoliło zaoszczędzić prawie 1 miliard ton gleby rocznie.8
7. Udokumentowano, że bawełna biotechnologiczna ma pozytywny wpływ na liczbę i różnorodność pożytecznych owadów na polach bawełny w USA i Australii.9
8. Aplikacja kukurydzy Bt na Filipinach nie wykazała negatywnego wpływu kukurydzy Bt na liczebność i różnorodność owadów.17

Jak ocenia się uprawy GM pod kątem bezpieczeństwa dla środowiska?

Przed wprowadzeniem na rynek uprawy GM są dokładnie oceniane pod kątem wpływu na środowisko. Są one oceniane przez wiele zainteresowanych stron zgodnie z zasadami opracowanymi przez ekspertów ds. środowiska na całym świecie.10,11,12 Wśród tych, którzy przeprowadzają procedury oceny ryzyka, są twórcy upraw GM, organy regulacyjne i naukowcy akademiccy.

Większość krajów stosuje podobne procedury oceny ryzyka przy rozważaniu interakcji między uprawą GM a jej środowiskiem. Obejmują one informacje o roli wprowadzonego genu oraz efekt, jaki wnosi on do rośliny biorcy. Dotyczy to również szczegółowych pytań o niezamierzone skutki, takie jak:

1. wpływ na organizmy nie docelowe w środowisku
2. czy zmodyfikowana roślina uprawna może utrzymywać się w środowisku dłużej niż zwykle lub dokonać inwazji na nowe siedliska
3. prawdopodobieństwo i konsekwencje niezamierzonego przeniesienia genu z zmodyfikowanej rośliny uprawnej na inne gatunki

Ponadto, rosnąca populacja ludzka jest odpowiedzialna za niszczenie dzikich terenów, problemy z jakością wody i przekierowanie wody. Utrata siedlisk spowodowała, że wiele gatunków zostało przemieszczonych.

W związku z tym, aby zachować lasy, siedliska i bioróżnorodność, konieczne jest zapewnienie, że przyszłe wymagania żywnościowe pochodzą tylko z terenów uprawnych obecnie w użyciu.

Jakie są potencjalne zagrożenia?

Potencjał wprowadzonych genów do krzyżowania z chwastami spokrewnionymi, jak również potencjał do tworzenia gatunków chwastów

Krzyżowanie jest niezamierzonym rozmnażaniem uprawy krajowej z rośliną spokrewnioną. Głównym problemem środowiskowym związanym z uprawami GM jest ich potencjał tworzenia nowych chwastów poprzez krzyżowanie z dzikimi krewnymi, lub po prostu przez utrzymywanie się w środowisku naturalnym.

Potencjał powyższych zdarzeń jest oceniany przed wprowadzeniem i jest monitorowany po zasadzeniu uprawy, jak również. Dziesięcioletnie badania rozpoczęte w 1990 r. wykazały, że nie ma zwiększonego ryzyka inwazyjności lub utrzymywania się w dzikich siedliskach dla upraw GM (rzepak, ziemniaki, kukurydza i burak cukrowy) i badanych cech (tolerancja na herbicydy, ochrona przed owadami) w porównaniu z ich niezmodyfikowanymi odpowiednikami.13 Badacze stwierdzili jednak, że wyniki te „nie oznaczają, że modyfikacje genetyczne nie mogą zwiększyć zachwaszczenia lub inwazyjności roślin uprawnych, ale wskazują, że jest mało prawdopodobne, aby produktywne uprawy przetrwały długo poza uprawą.” Dlatego ważne jest, jednak, jak wymagają tego przepisy, aby ocenić poszczególne uprawy GM na zasadzie indywidualnego przypadku, zarówno przed uwolnieniem, jak i po komercjalizacji.

Bezpośrednie skutki dla organizmów niebędących celem

W maju 1999 r. doniesiono, że pyłek z kukurydzy odpornej na owady Bacillus thuringiensis (Bt) miał negatywny wpływ na larwy motyla Monarcha. Raport ten wzbudził obawy i pytania o potencjalne ryzyko dla Monarchów i być może innych organizmów nie docelowych. Niektórzy naukowcy, jednak wezwał ostrożność nad interpretacją badania, ponieważ odzwierciedla inną sytuację niż w środowisku. Autor wskazał, że „Nasze badanie zostało przeprowadzone w laboratorium i chociaż podnosi ono ważną kwestię, byłoby niewłaściwe wyciąganie jakichkolwiek wniosków na temat ryzyka dla populacji Monarchów w terenie wyłącznie na podstawie tych wstępnych wyników.” W 2001 roku w badaniu opublikowanym w PNAS stwierdzono, że wpływ pyłku kukurydzy Bt na populacje motyli Monarcha jest znikomy.16

Raport amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) wskazał, że „dane dostarczają masę dowodów wskazujących na brak nieuzasadnionych negatywnych skutków białek Bt wyrażonych w roślinach dla dzikich zwierząt niebędących celem.” Ponadto, w wyniku wspólnych badań północnoamerykańskich naukowców stwierdzono, że w większości komercyjnych mieszańców ekspresja Bt w pyłku jest niska, a badania laboratoryjne i terenowe nie wykazują ostrych efektów toksycznych przy jakiejkolwiek gęstości pyłku, z jaką można by się spotkać na polu.13 Publikacja Nature, Losey, 1999; oraz eksperymenty laboratoryjne na drapieżnikach karmionych siłą i szeroko zakrojone prace terenowe wykazały brak znaczącego wpływu na populacje motyli Monarcha.18

Rozwój odporności owadów

Innym problemem związanym z wykorzystaniem upraw Bt jest to, że doprowadzi to do rozwoju odporności owadów na Bt. Plany zarządzania odpornością owadów zostały opracowane przez rząd, przemysł i naukowców, aby rozwiązać ten problem. Plany te obejmują wymóg, że każde pole upraw odpornych na owady musi mieć powiązaną ostoję upraw niemodyfikowanych genetycznie, aby owady mogły rozwijać się bez selekcji do odmian odpornych na owady.

Dodatkowe praktyki zarządzania odpornością są również opracowywane przez naukowców na całym świecie. Muszą one być wykonywane zgodnie z monitoringiem po zatwierdzeniu, gdzie uprawy GM, jak również ich bezpośrednie środowisko, będą stale oceniane pod kątem zmian nawet po uwolnieniu uprawy.

Wniosek

Obawy środowiskowe i ekologiczne potencjalnie związane z uprawami GM są oceniane przed ich uwolnieniem. Ponadto, monitorowanie po zatwierdzeniu i dobre systemy rolnicze muszą być na miejscu w celu wykrycia i zminimalizowania potencjalnych zagrożeń, jak również w celu zapewnienia, że uprawy GM są nadal bezpieczne po ich uwolnieniu. Porównania między GMO, konwencjonalnymi i innymi praktykami rolniczymi, takimi jak rolnictwo ekologiczne, ujawnią względne zagrożenia i korzyści wynikające z przyjęcia upraw GMO.

1. Chiny wzywają do dalszej ochrony gruntów ornych, 23 marca 2004 r. http://english.people.com.cn/200403/23/eng20040332_138213.shtml.
2. Brookes, G i P Barfoot. 2018. GM crops: Globalne skutki społeczno-ekonomiczne i środowiskowe 1996- 2016. PG Economics Ltd, UK. s 1-204
3. Klümper, W and M Qaim. 2014. A Meta-analysis of the impacts of genetically modified crops. PLoS ONE 9(11): e111629. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111629.
4. Perry, ED, F Ciliberto, DA Hennessy, and GC Moschini. 2016. Genetically engineered crops and pesticide use in U.S. maize and soybeans. Science Advances 2(8): e1600850. http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850.full.
5. Pray, CE, J Huang, R Hu and S Rozelle. 2002. Five years of Bt cotton in China – the benefits continue. The Plant Journal, 31(4):423-430
6. Qiao, F, J Huang, S Wang, and Q Li. The impact of Bt cotton adoption on the stability of pesticide use. Journal of Integrative Agriculture. Doi:10.1016/S2095-3119(17)61699-X.
7. Hossain, F, CE Pray, Y Lu, J Huang and R Hu. 2004. Genetycznie modyfikowana bawełna a zdrowie rolników w Chinach. International Journal of Occupational and Environmental Health, 10: 296-303
8. Fawcett, R and D Towery. 2002. Conservation tillage and plant biotechnology: how new technologies can improve the environment by reducing the need to plow. 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 i S Sankula. 2002. Comparative environmental impacts of biotechnology-derived and traditional soybean, corn and cotton crops. Council for Agricultural Science and Technology, Ames, Iowa, czerwiec.
10. Canola Council of Canada. 2001. Agronomiczna i ekonomiczna ocena transgenicznego canola. Canola Council of Canada: 1-95. http://www.canola-council.org/production/gmo1.html
11. US National Research Council. 1989. Field testing genetically modified organisms: framework for decisions. Committee on Scientific Evaluation of the Introduction of Genetically Modified Microorganisms and Plants into the Environment. National Academy Press, Washington, DC
12. Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju. 1992. Rozważania na temat bezpieczeństwa biotechnologii. OECD, Paryż, 50 pp.
13. Rząd Kanady. 1994. Assessment criteria for determining environmental safety of plants with novel traits. Dir. 9408, Dec. 16, 1994. Plant Products Division, Plant Industry Directorate, Agriculture and Agri-food Canada.
14. Crawley, MJ, SL Brown, RS Hails, DD Kohn and M Rees. 2001. Biotechnologia: transgeniczne uprawy w naturalnych siedliskach. Nature, 409:682-683.
15. US Environmental Protection Agency. 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. PNAS 98(21):11937-11942
17. Yorobe, JM, CB Quicoy, EP Alcantara and BR Sumayao. 2006. Impact assessment of Bt corn in the Philippines. The Philippine Agricultural Scientist 89(3): 258-267.
18. Ammann, K. 2004. Wpływ biotechnologii rolniczej na bioróżnorodność. Botanic Gardens, University of Bern

*Updated October 2018

.