Квантование потерь урожая из‑за устойчивости к Bt у сортов кукурузы в ЮАР

Почему урожаи кукурузы растут и падают

Кукуруза — основная пища в ЮАР, особенно белая кукуруза, употребляемая людьми. Ожидалось, что генетически модифицированные сорта, устойчивые к насекомым и гербицидам, обеспечат фермерам стабильные урожаи и продовольственную безопасность для потребителей. Это исследование задаёт простой, но важный вопрос: сохранялись ли эти преимущества или они ослабли по мере адаптации насекомых, и могут ли новые семенные технологии восстановить утраченные выгоды?

Кукуруза, насекомые и полезные бактерии

Во многих современных сортах кукурузы есть гены почвенной бактерии Bacillus thuringiensis, или Bt. Эти гены позволяют растению вырабатывать белки, токсичные для определённых вредителей, но безопасные для человека. Bt‑кукуруза получила широкое признание за сокращение потерь урожая, уменьшение применения инсектицидов и даже снижение заражения вредными грибами, растущими на повреждённом зерне. В ЮАР, где кукуруза играет центральную роль в питании и средствах к существованию, фермеры в больших масштабах применили Bt‑ и гербицидоустойчивые сорта, сделав страну одним из крупнейших пользователей этой технологии в мире.

Длинная летопись полевых испытаний кукурузы

Авторы исследования опирались на необычно богатый набор данных: более 85 000 испытательных участков кукурузы, выращенных в период с 1980 по 2018 год в более чем 100 местах в пяти крупных провинциях ЮАР. В этих испытаниях сравнивали традиционные сорта с несколькими генетически модифицированными типами: только Bt, только гербицидоустойчивые и составные (stacked) сорта, объединяющие оба признака. Поскольку в каждом испытании рядом выращивали множество сортов в одинаковых местных условиях, команда могла отделить эффект семенных признаков от различий в почве, климате, методах ведения хозяйства и погоде по годам.

Когда выгоды появляются, исчезают и возвращаются

Отслеживая год первого выпуска каждого сорта кукурузы на рынок, авторы реконструировали изменения преимущества по урожайности со временем. Ранние Bt‑сорта, введённые около 2000 года, давали существенные преимущества по сравнению с традиционной кукурузой, достигая пика примерно на полтонны зерна на гектар к середине 2000-х. Вскоре после этого фермеры и учёные начали сообщать о насекомых, способных выживать на Bt‑растениях, и эти выгоды ослабли. Для одинарных Bt‑сортов преимущество по урожайности постепенно сокращалось и к концу 2010‑х фактически исчезло. Составные сорта, сочетавшие Bt и гербицидную устойчивость, первоначально шли по похожей нисходящей траектории, но после введения новых комбинаций Bt их преимущество по урожайности сильно восстановилось, превысив предыдущие максимумы.

Местные различия и еда на столе

Шаблон ранних выгод, последующего их ослабления и недавнего восстановления у составных сортов наблюдался в большинстве изученных провинций, хотя точный размер изменений варьировал по регионам. Чтобы перевести эти сдвиги в повседневные величины, исследователи оценили, сколько белой кукурузы для питания людей фактически было утрачено из‑за того, что урожайность Bt сократилась относительно прежних уровней. Между 2005 и 2018 годами они подсчитали, что в сумме было потеряно более 35 миллионов годовых порций кукурузы — не потому что Bt‑кукуруза уступала традиционным сортам, а потому что её прежний премиум уменьшился по мере того, как насекомых всё сложнее было контролировать.

Почему важно управление устойчивостью

Исследование показывает, что генетически модифицированная кукуруза может давать значительные преимущества по урожайности в национальном масштабе, но эти выгоды уязвимы, если допускается накопление устойчивости у насекомых. Новые составные признаки могут помочь вернуть утраченные позиции, но их разработка требует многих лет и значительных инвестиций. В то же время насекомые часто адаптируются быстрее. Авторы утверждают, что надёжные практики управления, такие как высев не‑Bt‑убежищ для замедления развития устойчивости, необходимы, если общества хотят сохранить экономические, социальные и экологические преимущества Bt‑культур.

Цитирование: 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

Ключевые слова: Bt‑кукуруза, генетически модифицированные культуры, устойчивость насекомых, сельское хозяйство ЮАР, урожайность кукурузы