Экологические риски, связанные с высвобождением и распространением ГМО в окружающей среде

Несмотря на некоторые различия в классификациях экологических рисков, разработанных различными организациями и учеными, все они достаточно схожи в общих чертах и основываются на наличии у ГМО наиболее часто встречающихся на сегодняшний день генетических модификаций (устойчивость к стрессам и/или вредителям и болезням, устойчивость к гербицидам, ускоренное развитие организма и др.). В классификациях находят отражение определенные особенности объекта модификации (например, экологические особенности объекта модификации, стабильность его генома и др.); наиболее вероятные экологические связи ГМО (наличие родственных видов, с которыми вероятна эффективная гибридизация; наличие видов, не являющихся мишенями модифицированного признака и т.д.); методы осуществления модификации (например, использование для переноса чужеродной ДНК векторов на основе вирусов). Как правило, выделяют следующие источники неблагоприятных последствий высвобождения ГМО для окружающей среды (экологические риски):

1. Появление новых более агрессивных сорняков в результате генетической модификации или переноса трансгенов, способствующих повышению агрессивности вида, диким родственным видам;
2. Миграция и последующая интрогрессия трансгена в дикие популяции в результате вертикального (обмен генетической информацией между организмами, принадлежащими к одному типу организмов, например между растениями) или горизонтального (обмен генетической информацией между организмами, принадлежащими к разным типам, например, между растением и бактерией) переноса генов;

3. Воздействие продуктов трансгенов на организмы, не являющиеся мишенью их запланированного действия;

4. Появление живых организмов, резистентных или толерантных к продуктам трансгенов;

5. Влияние трансгенных вирусных ДНК (РНК) на естественную эволюцию вирусов путем транскапсидации, синергизма, рекомбинации;

6. Сокращение биологического (генетического) разнообразия в результате изменения естественных биоценозов, вытеснения местных сортов, преобладания в агропроизводстве монокультуры.

Различия в классификациях связаны со сложностью выделения наиболее значимых, базовых экологических рисков. Порой бывает сложно отделить один риск от другого. Например, появление нового агрессивного сорняка возможно как в результате изменения свойств самого объекта модификации (культурного растения), так и при интрогрессии гена, вызвавшего свойства сорняка, к дикому сородичу объекта модификации. Как видим, основой одного и того же неблагоприятного следствия – появления нового сорного вида растений - могут стать разные причины. Таким же образом разные причины могут вызвать появление толерантных к продуктам трансгена вредителей.

Многие из экологических рисков взаимосвязаны и являются звеньями одной цепи: один из них способен стать источником возникновения другого. Как правило, неблагоприятные изменения в окружающее среде возможны вследствие действия именно такой цепочки экологических рисков или комплекса нескольких рисков.

Например, в результате вертикального переноса генов устойчивости к какому-либо вредителю от сельскохозяйственной культуры к их дикому сородичу может начаться неконтролируемое размножение этого дикого вида, ранее регулировавшееся наличием у него того же вредителя-мишени трансгена, что и у сельскохозяйственной культуры. Такое неконтролируемое размножение одного вида, с одной стороны, может сделать его более сложным для контроля сорняком, если он уже является сорным растением, с другой стороны - этот вид может стать причиной сокращения других растительных видов в природном биоценозе. Изменение в растительном сообществе может привести к изменению в цепи питания животных организмов, и, следовательно, к изменению всего биоценоза. Скорее всего, это изменение проявится в сокращении биологического разнообразия на территории проникновения трансгена. Как более конкурентоспособный, ГМО-аллельный тип может стать доминирующим в популяции и постепенно вытеснить исходные аллельные типы, характерные для других ценных адаптивных генов этой популяции. Результат – снижение аллельного генетического разнообразия, которое может негативно сказаться на стабильности и адаптивных характеристиках аборигенной популяции, привести к ее деградации, то есть к снижению генетического разнообразия вида. Таким образом, мы видим, как разные причины могут стать источником одного нежелательного явления. И одна причина может стать источником сразу нескольких нежелательных явлений.

При классификации и оценке неблагоприятных экологических последствий (эффектов), связанных с высвобождением ГМО в окружающую среду, учитывается также характер действия экологических рисков. Они могут быть локальными, то есть нести потенциальную угрозу экологической системе или отдельным популяциям на небольших, привязанных к месту использования ГМО территориях, или носить глобальный характер; быть временными или постоянными. Неблагоприятные последствия, связанные с рисками высвобождения ГМО могут проявляться быстро и очевидным образом, или носить отложенный и/ или опосредованный характер.

Например, выращивание на какой-либо ограниченной территории в течение одного года или нескольких лет растений, несущих ген Bt-протеина, защищающий растения от вредителей, может привести к уменьшению популяции насекомых-вредителей, паразитирующих на этих растениях и одновременно являющихся кормом для некоторых видов птиц. Сокращение пищевой базы может вынудить птиц покинуть территорию выращивания растений со встроенным геном или сократить свою численность за счет уменьшения выводимого потомства. В данном случае характер неблагоприятного следствия высвобождения ГМО будет отложенным и опосредованным. При прекращении выращивания ГМ-растений, популяция насекомых-вредителей скорее всего быстро восстановится. Соответственно, быстро восстановится и местная популяция птиц, питающихся этими насекомыми. Очевидно, что неблагоприятный экологический эффект в данном случае будет носить локальный и временный характер.

В то же время выращивание конкурентоспособных ГМ-сортов какой-либо сельскохозяйственной культуры на территории происхождения или генетического разнообразия этой культуры, может привести к вытеснению и, в конечном счете, потере менее продвинутых в селекционном плане и, следовательно, менее экономически выгодных местных сортов. Не обладая многими преимуществами генно-инженерных растений, местные сорта или расы остаются источниками многих ценных генов. Поэтому их исчезновение приведет к сокращению генетического разнообразия данной культуры, что будет иметь негативные последствия как для будущей селекции этой культуры, так и видового разнообразия в целом. То есть носить глобальный и постоянный характер.

Рассмотрим более подробно влияние представленных рисков, связанных с высвобождением ГМО, на изменения в окружающей среде, значимость для появления и проявления определенных рисков различных факторов в зависимости от объекта и характера модификации, характеристики среды высвобождения и особенностей управления рисками.