Genele modificate pot distorsiona interacțiunile bumbacului sălbatic cu insectele

Plantele de bumbac originare din Peninsula Yucatan din Mexic pot arăta toate la fel – tufișuri neîngrijite și neîmblânzite cu flori care trec de la galben pal la violet pe măsură ce polenizatorii le vizitează. Dar genele care au scăpat din culturile de bumbac modificate genetic au făcut unele dintre aceste plante native fundamental diferite, schimbându-le biologia și modul în care interacționează cu insectele.

Un tip de genă scăpată face ca bumbacul sălbatic să emane mai puțin nectar. Fără mijloace de a atrage furnici de apărare care o protejează de mâncătorii de plante, bumbacul este devorat. O altă genă scăpată face ca bumbacul sălbatic să producă exces de nectar, ademenind o mulțime de furnici care ar putea ține la distanță alte insecte, inclusiv polenizatorii, raportează cercetătorii pe 21 ianuarie în Rapoarte științifice.

„Aceste efecte sunt profund interesante”, spune Norman Ellstrand, biolog evoluționist la Universitatea din California, Riverside. „Este primul caz care sugerează cu adevărat că un întreg ecosistem poate fi perturbat” după ce transgenele intră într-o populație sălbatică.

Rezultatele contestă o concepție de lungă durată conform căreia, atunci când genele din culturile modificate genetic scapă în sălbăticie, ele au doar un efect neutru asupra plantelor sălbatice sau transmit beneficiile acestora asupra buruienilor, spune Alicia Mastretta Yanes, ecologist molecular al plantelor la Comisia Națională. pentru cunoașterea și utilizarea biodiversității în Mexico City. Descoperirile confirmă că rezultatele neașteptate ale acestui transfer genetic, dintre care unele „nu au fost niciodată imaginate, sau cel puțin nu au fost presupuse ca posibile”, se întâmplă uneori, spune ea.

Oamenii de știință au încercat anterior să explice ce se întâmplă după ce ADN-ul din culturile modificate genetic ajunge la rudele lor sălbatice (SN: 1/29/16). Dar majoritatea studiilor au fost făcute în condiții atent controlate și foarte puține au testat consecințele, dacă există, ale acestor transferuri de gene asupra ecosistemelor naturale.

Dovezile limitate au motivat-o pe Ana Wegier, genetician de plante de la Universitatea Națională Autonomă din Mexic din Mexico City, și pe studenții ei să afle. Țara era laboratorul lor natural. Bumbacul pe care îl cunoaștem (Gossypium hirsutum) au apărut și s-au diversificat pentru prima dată în urmă cu 2 milioane și 1,5 milioane de ani în Mexic, iar variantele native încă răsar pe tot pământul. În ultimii 25 de ani, vaste câmpuri de bumbac pufos modificat genetic au apărut și în partea de nord a țării.

În acest timp, Wegier a explorat Mexicul căutând bumbac sălbatic, doar pentru a-l găsi la marginea stâncilor, a haldelor municipale sau în mijlocul unei autostrăzi. Bumbacul sălbatic îi place să crească în cele mai inospitaliere locații, unde nu trebuie să concureze cu alte specii, spune ea. În 2018, Wegier și grupul ei au călătorit în rezervația biosferei Ría Lagartos, o zonă de coastă izolată din Peninsula Yucatan. Cu cele mai albe plaje la doar câțiva metri distanță, cercetătorii au petrecut zile lungi observând și preluând probe de plante de bumbac sub soarele arzător, în timp ce roiuri de țânțari le mușcă fără oprire.

furnici pe o floare albă de plantă de bumbac
Furnicile patrulează floarea acestei plante de bumbac, ferind erbivorele să o devoreze.Valeria Vázquez Barrios

Înapoi în laboratorul orașului Wegier, echipa a extras ADN din cele 61 de plante pe care le-a colectat și a descoperit că 24 dintre plante nu aveau nicio transgenă. Douăzeci și una de plante au avut o transgenă care conferea rezistență la erbicidul glifosat; șapte ar putea produce acum o toxină letală care ucide insectele distructive; iar restul de nouă încorporaseră ambele gene scăpate în codul lor genetic.

Cu cele mai apropiate câmpuri de bumbac modificat genetic la aproape 2.000 de kilometri distanță, „ceea ce m-a surprins cel mai mult a fost cât de ușor a fost să găsesc schimbări acolo unde nu ne așteptam”, spune Wegier.

Atunci când sunt stropite cu o substanță chimică care induce stres, plantele cu rezistență la glifosat au produs mult mai puțin nectar decât plantele sălbatice. Nectarul este o gustare cu zahăr pe care bumbacul sălbatic o secretă ori de câte ori este mâncat în schimbul serviciilor de gardă de corp ale unor specii de furnici deosebit de agresive. Aceste plante au fost, de asemenea, cele care arătau cel mai zdrențuit înainte de a fi luate probele. Fără nicio recompensă gustoasă de oferit și fără furnici care să protejeze bumbacul de ierbivorele înfometate, aceste plante au suferit cele mai multe daune în comparație cu plantele native care nu aveau transgena.

Tratate cu aceeași substanță chimică, plantele cu gena insecticidului emanau nectar tot timpul, secretând mai mult decât plantele sălbatice fără gene scăpate și devenind un far irezistibil pentru furnicile protectoare. Dar în eșantionul de plante al cercetătorilor, nu erau atât de multe cu gena insecticidului, ceea ce sugerează că fie furnicile, fie transgena în sine speriau alte insecte. Este posibil să fi interferat cu polenizarea florilor de bumbac, împiedicând reproducerea plantei.

Descoperirile sunt intrigante, spune Hugo Perales, agroecolog la Colegio de la Frontera Sur din Chiapas, Mexic, dar îndeamnă la prudență. Mediul incontrolabil din lumea reală din Ría Lagartos i-a forțat pe cercetători să lucreze cu un număr foarte mic de plante, spune el. „Există o sugestie că se întâmplă ceva, dar această sugestie trebuie verificată.”

Pentru Wegier, implicațiile studiului sunt clare. Mexicul fiind rezervorul diversității genetice a bumbacului, ea susține că ar fi înțelept să se limiteze introducerea mai multor variante modificate genetic. „Știm că prezența transgenelor este ireversibilă și [ecological] efectele sunt ireversibile”, spune ea.