Риск контаминации не трансгенных семян кукурузы и сои трасгенными

Хотя этот тип риска связан не столько с экологическим влиянием ЭТР биоту, сколько с “человеческим фактором”, рассмотрение мер по его минимизации более чем уместно. Неконтролируемому непреднамеренному распространению ТР на практике может способствовать небрежная транспортировка и хранение нативной (продовольственной, фуражной) зернопродукции ТР, в процессе которых может произойти ее смешение с обычным посевным материалом. Подобная угроза касается генетического загрязнения Bt-защищенной кукурузой и RR-соей (устойчивой к глифосату) их традиционных районированных сортов (родительских форм). С санкции Госсанэпиднадзора России (14) в течение нескольких лет зерно этих двух культур по импорту беспрепятственно поступает в из-за рубежа; оно предназначено либо для использования в качестве продовольственного сырья, либо на фураж. Проблема усугубляется тем, что в России до сих пор отсутствует закон об обязательной маркировке генетически модифицированной продукции и, тем более, о санкциях к поставщикам подобной продукции, реализующим ее под видом традиционной (114,115). В то же время, в странах ЕС проблема предотвращения контаминации семян традиционных культур посевным материалом трансгенных сортов (гибридов) являются одной из наиболее актуальных (5).

Как уже отмечалось (1), для предотвращения широкомасштабной и необратимой контаминации традиционных семян трансгенными в России необходимо:

• ввести строгий оперативный контроль за содержанием примесей трасгенных семян в зернопродукции кукурузы и сои, импортируемых из США, Канады, Аргентины, Китая и других стран;

• неукоснительно обеспечивать перерабатывающими предприятиями и животноводческими хозяйствами раздельную транспортировку, хранение и переработку трансгенной зернопродукции и конечно же не допускать использование ее в качестве посевного материала.

Проявление и масштабы рисков, связанных с этр, их математическое моделирование и прогнозирование

В широком плане прогнозирование рисков, обусловленных распространением ТР, представляют собой практически важную и весьма актуальную часть исследований, посвящённых изучению инвазии, деградации и эволюции экосистем. Действительно, трансгенная биотехнология предлагает сегодня весьма впечатляющие экспериментальные возможности решения, пожалуй, самой фундментальной проблемы биологии: какие пути выбирает популяция для обеспечения себе эволюционных преимуществ, связанных с репродукцией, выживанием и экспансией (116). Однако реализация таких экспериментов, проводимых в открытых экосистемах и на больших площадях, как указывалось, связана со многими экономическими, экологическими, и, что не менее важно, с эволюционными рисками.

К сожалению, работы по математическому моделированию и прогнозированию рисков, сопряженных с ТР, весьма не многочисленны. Тем не менее, очевидно, что теоретические исследования пространственно-временной динамики экосистем, подверженных инвазии трансгенных организмов, позволяют выявить основные механизмы, лежащие в основе этих процессов, а также – ключевые параметры, определяющие ход этих процессов. Для моделирования такой динамики используются:

[1] дискретные (во времени) отображения типа:

[1]

где - численность популяции для генерации, аможет представлять собой как функцию, так и функционал, (см., например, (117)) и [2] дифференциальные или интегро-дифференциальные уравнения. Часто используются, к примеру, известное уравнение Фишера (118) или уравнения, описывающие классическую динамику Лотка – Вольтерра, например, в виде:

[2]

[3]

В уравнениях [2] и [3] функции изадают скорость диффузии популяций трансгенных () и немодифицированных () организмов, скорости роста которых определяются параметрамиисоответственно. Функциииописывают ёмкость среды обитания для трансгенных и не модифицированных организмов. Положительные константыизадают масштабы конкуренции внутри каждой из популяций, аи- конкуренции между популяциями трансгенных и немодифицированных организмов. Исследование модели [2]–[3] позволило выявить условия, при которых инвазия генетически изменённых микроорганизмов становится возможной (119).

Модель типа [1], предложенная в работе (120), позволила исследовать экологические риски, связанные с интродукцией трансгенных рыб. Показано, в частности, что даже немногочисленные трансгенные организмы, имеющие преимущество при спаривании, но характеризующиеся пониженной жизнеспособностью потомства, могут обусловить локальное вымирание как трансгенной, так и генетически неизменённой популяции рыб. Другие сценарии вымирания в результате инвазии трансгенных рыб были исследованы в работе (121). Ее авторы полагают, что развитые ими теоретические методы исследования возможных сценариев вымирания в результате инвазии трансгенов могут быть адаптированы для исследования популяций любых организмов, характеризующихся половым размножением.

Простейшая геометрическая модель распространения трансгенных сельскохозяйственных культур, устойчивых к гербицидам, предложена и исследована в работе (122). Использованный этими авторами метод может быть применен для оценки безопасных расстояний между полями, засеянными трансгенными и традиционными культурами, с целью уменьшения риска интрогрессии трансгенов.

Следует отметить, что в целом теоретические методы пока не очень активно применяются для оценки рисков, связанных с распространением ТР. Пространственные аспекты этой проблемы до сих пор слабо связывались с временной динамикой трансгенной и традиционной популяций. Нами было показано, однако, что характер изменений плотности популяции во времени может приводить к существенным изменениям в пространственном распределении организмов (123-125). Это делает актуальной задачу подробного исследования устойчивости экосистем и пространственно-временной динамики трансгенных и не трансгенных растений в зависимости от параметров, определяющих их рост, распространения нативной пыльцы и др. Теоретические с применением методов математического моделирования исследования экологических последствий поражения ЭТР нецелевых организмов и переноса трансгенов (генетического загрязнения популяций) также являются важным элементом оценки агроэкологических рисков производства ТР.

В целом, для оценки рисков, связанных с производством ЭТР, целесообразно построение и анализ математических моделей, позволяющих реализовать количественную оценку:

- степени инвазивности ЭТР по отношению к не трансгенным растениям, прогнозирование скорости и масштабов инвазии;

- изменений численности популяций целевых и не целевых организмов, зависящее от плотности популяций ЭТР, от эффективности энтомоцидного действия ЭТР, от популяционных характеристик целевых и не целевых организмов, от популяционных характеристик центральных звеньев “хищник – жертва”;

- вероятности интрогрессии трансгенов в не трасгенные растения и скорости распространения генетического загрязнения в зависмости от плотности и месторасположения трансгенных и не трансгенных растений, от характеристик распространения пыльцы ЭТР,

- вероятности возникновения и скорости дальнейшего распространения мутантных форм целевых и не целевых организмов, резистентных к энтомоцидному действию ЭТР, в зависимости от частоты аллелей устойчивости в соответствующих популяциях, от доминантности или рецессивности таких аллелей, от жизнеспособности устойчивых к энтомотоксину мутантов;

- вероятности интрогрессии трансгенов в не трасгенные растения и скорости распространения генетического загрязнения в зависмости от плотности и месторасположения трансгенных и не трансгенных растений, от характеристик распространения пыльцы ЭТР.