Гены коммерческих сортов генетически модифицированного хлопчатника закрепились в популяциях дикого хлопчатника в Мексике — стране, где эта культура возникла. По результатам исследования, трансгены распространяются самостоятельно, хотя выращивание ГМ-хлопчатника не разрешено на полуострове Юкатан.
Исследователи из Национального автономного университета Мексики (UNAM) и Института экологии (INECOL) проверили 72 растения дикого хлопчатника (Gossypium hirsutum) на двух участках прибрежных дюн полуострова Юкатан. Как минимум один трансген обнаружили у 47,2% растений.
Чаще всего встречался ген cp4-epsps, придающий устойчивость к глифосату — действующему веществу гербицида Roundup. Его нашли у 20,8% растений. Гены cry, отвечающие за выработку инсектицидных белков, обнаружили у 13,9%, а сочетания нескольких генетически модифицированных признаков — у 12,5%.
Выращивание коммерческого ГМ-хлопчатника на полуострове Юкатан никогда не разрешалось.
На одном участке трансгены нашли более чем у половины растений
Доля растений с ГМ-признаками заметно различалась на двух участках. В Чиксулубе, где велико влияние города и туризма, такие признаки были у 74,3% дикого хлопчатника. В сельской прибрежной общине Сан-Крисанто — у 21,6%.
Авторы отмечают, что результаты подтверждают более ранние находки в биосферном заповеднике Риа-Лагартос. По их мнению, распространение трансгенов в регионе — не единичный случай.
Обнаружено сочетание генов, которое не проходило оценку регуляторов
Исследователи нашли у диких растений и отдельный ген cry2Ab. В коммерческом хлопчатнике его продают только в составе комбинированного генетически модифицированного события Monsanto MON-15985-7 × MON-88913-8, известного под названием Roundup Ready Flex Bollgard II. В этом продукте cry2Ab всегда сочетается с геном cry1Ac и геном устойчивости к глифосату.
По мнению авторов, обнаружение cry2Ab отдельно показывает, что комбинированные ГМ-события могут разделяться и рекомбинироваться в природе. Исследователи называют это первым эмпирическим свидетельством расщепления таких комбинаций в естественной среде.
«Обнаружение cry2Ab в отдельности особенно важно, поскольку речь идёт о геномной комбинации, которая никогда не проходила оценку регулирующих органов», — пишут исследователи.
Дикие растения сами распространяют ГМ-гены
В Мексике дикий и культурный хлопчатник относятся к одному виду, поэтому они могут скрещиваться. Авторы предупреждают, что заражённые трансгенами дикие растения стали «вторичными источниками распространения трансгенов». Они могут опылять соседние дикие растения независимо от того, выращивают ли поблизости ГМ-хлопчатник, из-за чего полностью остановить распространение становится «практически невозможно».
Исследование указывает на два пути распространения, которые обычно не учитываются при стандартной оценке рисков. Первый — семена ГМ-хлопчатника, продаваемые как корм для скота: их перевозят на большие расстояния, не отслеживая перемещения, а до 3% семян способны прорасти после прохождения через пищеварительный тракт животного. Второй путь — птицы, которые собирают семена хлопчатника для гнёзд и переносят их более чем на километр.
Авторы также отмечают, что фермент, отвечающий за устойчивость к глифосату, связан с реакциями на стресс. В солёных почвах прибрежных дюн, где растёт дикий хлопчатник, это свойство может давать растениям преимущество. Этим, возможно, объясняется, почему данный ГМ-признак оказался самым распространённым.
Возможные последствия для муравьёв
Исследователи также подсчитали муравьёв на каждом растении. На диком хлопчатнике муравьи выполняют роль защитников: растения кормят их нектаром, а муравьи оберегают растения от травоядных животных.
На обоих участках больше всего муравьёв было на растениях без трансгенов, а меньше всего — на растениях с генами cry. В Чиксулубе различия были статистически значимыми: на растениях без ГМ-признаков муравьёв было существенно больше, чем на растениях с геном устойчивости к глифосату (p = 0,037) или генами cry (p = 0,003). Число видов муравьёв менялось сходным образом, но различия не были статистически значимыми.
Исследование было наблюдательным и поэтому не позволяет доказать причинно-следственную связь. Однако сходная закономерность отмечена уже в трёх отдельных местах. Авторы предупреждают, что изменения в сообществах муравьёв могут дать преимущество инвазивным видам, например Paratrechina longicornis, перед местными муравьями, защищающими растения. Это, в свою очередь, может вызвать «каскадные последствия для других трофических уровней» в экосистемах прибрежных дюн.
Авторы призывают пересмотреть регулирование
По заключению исследователей, действующие системы биобезопасности не были рассчитаны на нынешнюю ситуацию. В рамках этих систем ГМ-события проверяют на стабильность в контролируемых условиях и предполагают, что перенос генов будет ограниченным.
Авторы предупреждают, что новые сорта ГМ-хлопчатника включают всё больше признаков. Один из сортов, уже используемых в других странах, производит шесть трансгенных белков и четыре маркерных гена. По мнению исследователей, это может ускорить появление новых сочетаний генов в природе; их долгосрочные экологические и эволюционные последствия пока не оценены эмпирически.
«Долгосрочное наблюдение за всем комплексом дикого и культурного Gossypium hirsutum, согласованное с решениями регулирующих органов о новых разрешениях на выращивание ГМ-культур, — уже не просто рекомендация для исследований, а необходимость для охраны природы и регулирования», — пишут авторы.
Исследование посвящено соавтору Патрисии Рохас, специалисту по систематике муравьёв из INECOL, которая умерла во время заключительного этапа доработки статьи.