ROŚLINY GENETYCZNIE MODYFIKOWANE I PSZCZOŁY

W poprzednim numerze „Pasieki” mieliśmy okazję zapoznać się z uwagami na temat potencjalnego zagrożenia dla pszczelarstwa, jakie niesie ze sobą uprawa roślin genetycznie modyfikowanych. Należy przyznać, że takie zagrożenia czyhają na człowieka w wielu dziedzinach życia. Każde działanie, w którym człowiek traci kontrolę nad jego przebiegiem, może w konsekwencji okazać się groźne, a czasami nawet zgubne dla organizmów żywych.

Nawet powszechnie już stosowana ochrona roślin za pomocą pestycydów przy nieumiejętnym stosowaniu może być przyczyną albo uszkodzenia rośliny chronionej przez zastosowanie zbyt wysokiego ich stężenia, albo nabycia oporności organizmów zwalczanych przy zbyt niskich dawkach substancji czynnej. Wspomnieć należy także o zjawisku kumulacji tych szkodliwych substancji w otaczającym nas środowisku
i ich pośrednim działaniu na organizmy żywe.

Różnorodność form odmian rzepaku jest naprawdę bardzo duża.

Podobnie rzecz się ma z uprawą roślin genetycznie modyfikowanych. Mogą okazać się one szkodliwe, jeżeli nie będziemy zdawać sobie sprawy, że mamy z nimi do czynienia. Dopóki jednak nie wymkną nam się spod kontroli, możemy spać spokojnie.

Opublikowano już szereg prac naukowych dotyczących wpływu roślin genetycznie modyfikowanych na organizm pszczoły miodnej, roli tych owadów w przenoszeniu genomów zawartych w pyłku kwiatowym na sąsiednie plantacje oraz badania uświadamiające ryzyko horyzontalnego transferu genów na inne organizmy.

Jeżeli chodzi o oddziaływanie roślin GM na pszczoły, to w naszych warunkach klimatycznych pod uwagę może być brany jedynie rzepak, który jest źródłem nektaru i pyłku oraz wiatropylna kukurydza, z której pszczoły zbierają jedynie pyłek. Ponieważ rzepak ma większe znaczenie dla pszczelarstwa, przyjrzyjmy się bliżej wynikom badań dotyczących rzepaku transgenicznego (patrz słowniczek str. 31).

Jak dotąd prace prowadzono na dwóch typach rzepaku zmodyfikowanego genetycznie. Jeden z nich posiadał zdolność syntezy białka toksycznego dla szkodników rzepaku (inhibitory proteazy), drugi był odporny na herbicydy. Wydaje się, że potencjalne ryzyko dla zdrowia pszczół stanowi jedynie pierwszy typ modyfikacji genetycznej.

Prowadząc badania, po pierwsze należało dowieść, że w ogóle występuje ryzyko kontaktu pszczół z inhibitorami proteazy. Dlatego w badaniach francuskich, w pierwszym ich etapie, starano się określić stopień przedostawania się proteaz do nektaru i pyłku, czyli substancji roślinnych pobieranych przez pszczoły. W przypadku badanych odmian rzepaku, w których interesujący nas gen był obecny, żadnych śladów inhibitora proteazy nie stwierdzono ani w nektarze, ani w pyłku, co wyklucza ryzyko narażenia pszczół na działanie tego genu w przypadku tych roślin.

Przy okazji stwierdzono, że jeśli proponuje się pszczołom wybór pomiędzy roślinami genetycznie zmodyfikowanymi i normalnymi, pszczoły zbieraczki nie wykazują żadnych preferencji w stosunku do oferowanych odmian w warunkach pod izolatorem. Natomiast w badaniach włoskich brak jakichkolwiek preferencji między rzepakiem normalnym i GM zarówno u pszczół miodnych, jak i u trzmieli wykazano pod izolatorem  i na otwartym polu.

Czy bliskie sąsiedztwo zakładów przemysłowych
i plantacji zapewnia uzyskiwanie czystych i zdrowych
produktów spożywczych, w tym miodu?

Pomimo że nie stwierdzono toksycznego wpływu inhibitorów proteazy w nektarze ani w pyłku rzepaku, białka te są spotykane u innych gatunków, jak np. w tytoniu.

Również i inne geny współdziałające mogą sprzyjać większemu wpływowi tych inhibitorów na owady, zarówno szkodniki jak i owady pożyteczne. Podjęto więc następne badania, których celem było opracowanie metodyki pozwalającej przeanalizować toksyczność inhibitorów proteazy dla pszczół.

Na wstępie w laboratorium zbadano toksyczność krótkookresową według takiej samej procedury, jaka jest stosowana przy ocenie toksyczności pestycydów dla pszczół. Test klateczkowy polegał na tym, że produkty toksyczne podawano w pokarmie, w różnych stężeniach, określonej grupie pszczół i określano śmiertelność po 24 i 48 godzinach.

Stosowane stężenia inhibitorów proteazy zawierały się w granicach od koncentracji białek normalnie spotykanych w roślinach, aż do stężeń 10 i 100-krotnie wyższych.

Nie stwierdzono żadnej ostrej śmiertelności, co sugeruje, że pszczoły zbieraczki wystawione na działanie tych białek przez krótki czas nie były na nie wrażliwe. Badano również toksyczność długookresową poprzez określenie długości życia testowanej grupy osobników stale żywionych syropem cukrowym zawierającym różne stężenia białek.

W rezultacie jedynie najwyższe stężenia, drastycznie wyższe od naturalnie występujących w roślinach, doprowadzały do istotnego skrócenia długości życia pszczół. Można więc przypuszczać, że nawet młode pszczoły wystawione na inhibitory proteazy, np. zawarte w zapasach rodziny pszczelej, w ciągu długiego czasu nie byłyby rzeczywiście narażone na szkodliwe działanie tych substancji, dopóki ich stężenia nie osiągnęłyby bardzo wysokich poziomów.

Żeby zweryfikować tę hipotezę przeprowadzono inną serię badań na całych rodzinach pszczelich. Pszczołom zbieraczkom proponowano jako źródło pokarmu syrop zawierający realne stężenie inhibitora proteazy i określano jego zawartość w miarę upływu czasu  w rożnych partiach ula (pszczoły, czerw, miód, pierzga). Nie zaobserwowano żadnego zjawiska koncentracji inhibitora proteazy ani wpływu tej substancji na rozwój rodziny pszczelej.

W następnym etapie badano wpływ inhibitorów proteazy na procesy zapamiętywania i uczenia się u pszczół. W tym celu dokonywano analizy odruchu próbowania pokarmu języczkiem. W tym procesie  w mózgu pszczoły jest tworzona relacja pomiędzy zapachem i smakiem roztworu węglowodanów, co powoduje, że później ma ona możliwość kierowania się na dany zapach. Stwierdzono, że długotrwałe pobieranie inhibitorów proteazy serynowej w stężeniach wyższych niż występują one normalnie
w roślinach powoduje zakłócenia
w procesie zapamiętywania zapachów przez pszczoły.

Podsumowując te badania, można powiedzieć, że wykazano nie tyle szkodliwość roślin zawierających inhibitory proteazy, ale ustalono progi stężeń wywołujących efekty niepożądane w zachowaniu i fizjologii pszczół. Badania te mogą również dostarczać wzorów metod określania wpływu roślin transgenicznych na pszczoły.

Drugi typ rzepaku genetycznie zmodyfikowanego poprzez wprowadzenie odporności na glifosat, substancję czynną herbicydu Roundup, może również oddziaływać na pszczoły. Chociaż ta transformacja genetyczna dotyczy bezpośrednio relacji roślinnych, to z racji istnienia efektu plejotropowego można podejrzewać, że będzie to miało jakiś wpływ na zachowanie i metabolizm pszczół.

Również chodzi o to, że choć nie powinno być efektu bezpośredniego, to jednak istnieje ryzyko zagrożenia środowiska poprzez przenoszenie genów odporności na herbicyd na chwasty, z którymi rzepak bardzo łatwo się może się krzyżować, jak np. chwasty z rodziny krzyżowych (łopucha i ognicha).

Słowniczek

efekt plejotropowy – zjawisko wywoływania przez jeden gen wielu różnych efektów fenotypowych
fenotyp – dające się zaobserwować cechy organizmów żywych, będące rezultatem współdziałania genotypu danego organizmu i wpływu środowiska
gen marker – zawarty we wstawianej krótkiej cząsteczce DNA dodatkowy gen razem z genem modyfikującym organizm, umożliwiający identyfikację komórki zawierającej powielone wstawione DNA, zwykle gen ten koduje charakterystyczne białko lub łatwo dostrzegalną cechę organizmu
genom – całość informacji genetycznej organizmu, czyli haploidalny zespół chromosomów zawierający wszystkie geny występujący w komórkach generatywnych
genotyp – wszystkie geny organizmu, tu w znaczeniu genotyp nie zmieniony i genotyp zmieniony – po modyfikacji niektórych genów
glifosat – substancja czynna znanego herbicydu o nazwie Roundup
horyzontalny transfer genów – przemieszczanie się genów między organizmami należącymi do odmiennych grup systematycznych
inhibitory (tu: inhibitory proteazy) – substancje powodujące zwolnienie lub zahamowanie procesów chemicznych, tu: zahamowanie działania enzymu
poziomy transfer genów – przemieszczanie się genów między organizmami należącymi do odmiennych grup systematycznych
proteaza serynowa – enzym warunkujący rozkład białek i uwalnianie aminokwasu seryny
transgeniczny (organizm) – organizm zawierający w swoim materiale genetycznym obce dla gatunku geny, organizm genetycznie zmodyfikowany, GMO
wczesność genotypów – tempo rozwoju nie zmienionych i zmienionych genotypów – głównie chodzi o porę zakwitania

Dr Zbigniew Kołtowski
ISiK Oddział Pszczelnictwa w Puławach
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"