Kwantyfikacja strat plonów spowodowanych odpornością na Bt wśród odmian kukurydzy w Republice Południowej Afryki

Dlaczego zbiory kukurydzy rosną i maleją

Kukurydza jest podstawowym składnikiem diety w Republice Południowej Afryki, zwłaszcza biała kukurydza przeznaczona do konsumpcji. Oczekiwano, że modyfikowane genetycznie odmiany odporne na owady i tolerancyjne na herbicydy zapewnią rolnikom stabilne zbiory i bezpieczeństwo żywnościowe dla konsumentów. Badanie stawia proste, ale kluczowe pytanie: czy te korzyści utrzymały się w czasie, czy zaniknęły w miarę adaptacji owadów, i czy nowe technologie nasienne mogą przywrócić to, co utracono?

Kukurydza, owady i pożyteczne bakterie

Wiele współczesnych roślin kukurydzy zawiera geny pochodzące od bakterii glebowej Bacillus thuringiensis, zwanej Bt. Geny te umożliwiają roślinie wytwarzanie białek toksycznych dla niektórych szkodników owadzich, a bezpiecznych dla ludzi. Kukurydza Bt zyskała szerokie uznanie za zmniejszanie strat w uprawach, ograniczanie stosowania insektycydów, a nawet redukcję skażenia przez szkodliwe grzyby rozwijające się na uszkodzonym ziarnie. W RPA, gdzie kukurydza ma kluczowe znaczenie dla diety i źródeł utrzymania, rolnicy na dużą skalę przyjęli odmiany Bt i tolerancyjne na herbicydy, co uczyniło kraj jednym z największych użytkowników tej technologii na świecie.

Długi rejestr prób polowych kukurydzy

Naukowcy wykorzystali wyjątkowo bogaty zestaw danych: ponad 85 000 przebadanych działek kukurydzy uprawianych między 1980 a 2018 rokiem na ponad 100 stanowiskach w pięciu głównych prowincjach RPA. Próby te porównywały kukurydzę konwencjonalną z kilkoma typami zmodyfikowanymi genetycznie: wyłącznie Bt, wyłącznie tolerancyjną na herbicydy oraz odmiany łączone posiadające obie cechy. Ponieważ w każdej próbie uprawiano wiele odmian obok siebie w tych samych lokalnych warunkach, zespół mógł oddzielić efekt cech nasion od różnic w glebie, klimacie, praktykach rolniczych i warunkach pogodowych w kolejnych latach.

Kiedy zyski się pojawiają, znikają i powracają

Śledząc rok, w którym każda odmiana kukurydzy została po raz pierwszy wprowadzona do uprawy, autorzy odtworzyli, jak przewaga plonów zmieniała się w czasie. Wczesne odmiany Bt wprowadzone około 2000 roku przyniosły solidne zyski w porównaniu z kukurydzą konwencjonalną, osiągając szczyt na poziomie około pół tony ziarna więcej na hektar w połowie lat 2000. Wkrótce potem rolnicy i naukowcy zaczęli zgłaszać owady, które potrafiły przetrwać na roślinach Bt, co osłabiło te korzyści. W przypadku odmian zawierających tylko Bt przewaga w plonach stopniowo malała, aż praktycznie zanikła pod koniec lat 2010. Odmiany łączone łączące Bt z tolerancją na herbicydy początkowo podążały podobną ścieżką spadkową, lecz po wprowadzeniu nowych kombinacji Bt ich przewaga w plonach silnie odbiła, przewyższając wcześniejsze poziomy.

Różnice lokalne i jedzenie na stole

Wzorzec wczesnych zysków, erozji w okresie pośrednim i ostatniego odzysku w odmianach łączonych pojawił się w większości badanych prowincji, choć dokładna skala zmian różniła się między regionami. Aby przełożyć te przesunięcia na codzienny wymiar, badacze oszacowali, ile białej kukurydzy przeznaczonej dla ludzi zostało faktycznie utracone, ponieważ plony Bt zmniejszyły się względem tego, co wcześniej zapewniały. W okresie od 2005 do 2018 roku obliczają, że łącznie utracono ponad 35 milionów rocznych racji kukurydzianych, nie dlatego że kukurydza Bt gorsza była od odmian konwencjonalnych, lecz dlatego, że jej dawny premia zmalała w miarę utrudniającej kontroli adaptacji owadów.

Dlaczego zarządzanie odpornością ma znaczenie

Badanie pokazuje, że rośliny genetycznie modyfikowane mogą przynosić znaczące premie plonów na poziomie krajowym, ale także że te zyski są kruche, gdy odporność owadów ma możliwość narastania. Nowe cechy łączone mogą pomóc odzyskać utracone pozycje, lecz ich opracowanie zajmuje wiele lat i wymaga znaczących nakładów. Tymczasem owady często adaptują się w krótszym czasie. Autorzy argumentują, że solidne praktyki zarządzania, takie jak wysiewanie obszarów nie-Bt jako schronień (refugiów) w celu spowolnienia rozwoju odporności, są niezbędne, jeśli społeczeństwa mają utrzymać ekonomiczne, społeczne i środowiskowe korzyści płynące z upraw Bt.

Cytowanie: Tack, J., Cooper, C.F., Nalley, L.L. et al. Quantifying yield losses from Bt resilience among maize cultivars in South Africa. Nat Commun 17, 4704 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71156-x

Słowa kluczowe: kukurydza Bt, rośliny modyfikowane genetycznie, odporność owadów, rolnictwo w RPA, plony kukurydzy