Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
С. Петранек
«Как мы будем жить на Марсе». Глава из книги


М. Кронгауз
«Русский язык на грани нервного срыва. 3D». Главы из книги


Н. Резник
Самоконтроль отшельников


Р. Фишман
Генри Сегерман и его математические этюды


Б. Штерн
Ближайшие пригодные для жизни экзопланеты: где они, как их можно наблюдать и как их достичь


Р. Фишман
Истории мутантов: гомеозисные гены


С. Мац
Искривленное зеркало


Л. Полищук
Почему вымерли мамонты и гибнут сайгаки: история о вкладах


В. Кузык
Нос на батарейках


Д. Мамонтов
Взглянуть инопланетянам в глаза







Главная / Новости науки версия для печати

Трансгенный хлопок помог китайским крестьянам победить опасного вредителя


Гусеница хлопковой совки (Helicoverpa armigera). Фото с сайта www.alessiodileo.com
Гусеница хлопковой совки (Helicoverpa armigera). Фото с сайта www.alessiodileo.com

В 1997 году в Китае начали выращивать генно-модифицированный хлопчатник, вырабатывающий ядовитый для насекомых белок. Это привело к устойчивому снижению численности популяции хлопковой совки — опасного вредителя многих сельскохозяйственных культур. В результате в выигрыше оказались не только производители хлопка, но и крестьяне, выращивающие сою, кукурузу, арахис и различные овощи.

Хлопковая совка (Helicoverpa armigera) — широко распространенный и весьма опасный вредитель, наносящий ущерб множеству сельскохозяйственных культур. Как и другие насекомые, хлопковая совка способна вырабатывать устойчивость к химическим инсектицидам. Так, в начале 1990-х годов в Китае наблюдалась беспрецедентная вспышка численности хлопковой совки, связанная с появлением бабочек, устойчивых к применяемым ядам. Крестьяне, естественно, отвечают на эволюцию вредителей увеличением количества инсектицидов, выливаемых на поля, что, в свою очередь, ведет к росту числа отравлений среди людей и другим вполне очевидным негативным последствиям (см.: K. M. Wu, Y. Y. Guo. The evolution of cotton pest management practices in China // Annual Review of Entomology. 2005. V. 50. P. 31–52).

В 1997 году в Китае начали выращивать трансгенный хлопчатник, в геном которого был вставлен ген бактерии Bacillus thuringiensis. Белок Cry1Ac, кодируемый этим геном, токсичен только для гусениц некоторых бабочек и, по-видимому, безвреден для всех остальных животных включая человека. Нововведение позволило не только повысить урожаи хлопка, но и резко сократить использование химических ядов, что, разумеется, сильно улучшило экологическую обстановку в сельскохозяйственных районах Китая. Помимо прочего, стали расти популяции «полезных» насекомых, которые контролируют численность вредителей. Популяции «вредных» бабочек, живущих в основном на хлопчатнике, таких как хлопковая моль Pectinophora gossypiella, заметно сократились. Хлопковая совка, в отличие от хлопковой моли, живет не только на хлопчатнике, но и на других широко распространенных культурах, таких как табак, соя, арахис и многие овощи. Поэтому трудно было заранее предсказать, как отразится внедрение трансгенного хлопчатника на численности этого вредителя.

Ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук (Chinese Academy of Agricultural Sciences) сообщили в последнем номере журнала Science о результатах широкомасштабного мониторинга хлопковой совки, который они проводили с 1992-го по 2007 год в шести провинциях северного Китая. В зону наблюдения попало свыше 10 млн крестьянских хозяйств, в основном мелких, общей площадью 38 млн га. Из этой площади 3 млн га занимают посевы хлопка, 22 млн га — другие растения, которыми питается хлопковая совка.

Как показало исследование, численность хлопковой совки во всех шести провинциях в течение 1992–1996 гг. была весьма высокой. Сразу же после начала культивирования трансгенного хлопчатника в 1997 году началось быстрое снижение численности совки. Самый главный и отчасти неожиданный результат состоит в том, что численность вредителя стала сокращаться не только на хлопковых полях, но и в посевах всех прочих сельскохозяйственных культур — жертв вредителя.

Сокращение численности хлопковой совки в Северном Китае после внедрения в 1997 году трансгенного хлопчатника. A — численность совки на хлопчатнике (число яиц на 100 растений), B — численность совки на кукурузе, сое, арахисе и овощах (число личинок на гектар). Рис. из обсуждаемой статьи в Science
Сокращение численности хлопковой совки в Северном Китае после внедрения в 1997 году трансгенного хлопчатника. A — численность совки на хлопчатнике (число яиц на 100 растений), B — численность совки на кукурузе, сое, арахисе и овощах (число личинок на гектар). Рис. из обсуждаемой статьи в Science

Почему же бабочка, способная питаться множеством разных культурных растений, так болезненно отреагировала на то, что одно-единственное из них, к тому же не самое массовое, стало вдруг ядовитым? По-видимому, посевы хлопчатника служат для совки своеобразной «ловушкой». В Северном Китае у хлопковых совок за лето сменяется 4 поколения. Эти поколения развиваются в разное время, и взрослые бабочки выбирают для откладки яиц разные растения в зависимости от сезона. Первая генерация личинок хлопковой совки развивается преимущественно на пшенице. А вот для второй генерации самым «удобным» растением оказывается хлопчатник. Трансгенные растения ядовиты только для гусениц, а взрослые бабочки, к счастью для китайских крестьян, не могут отличить отравленные растения от обычных и продолжают откладывать на них яйца.

Численность хлопковой совки продолжает снижаться уже 10 лет, и никаких признаков нового роста пока не заметно. Бабочки пока не смогли выработать устойчивость к бактериальному токсину Cry1Ac, однако рано или поздно это вполне может произойти (и даже начало уже происходить в США у близкого вида бабочек, Helicoverpa zea, см.: Tabashnik et al. Insect resistance to Bt crops: evidence versus theory // Nat Biotechnol. 2008. V. 26. P. 199–202). Чтобы оттянуть этот момент, рекомендуется рядом с полями, засеянными трансгенными растениями, отводить небольшие площади под посевы обычного, незащищенного хлопчатника. Эти участки должны служить убежищами для бабочек, не обладающих к устойчивостью к токсину. Благодаря наличию таких убежищ селективное преимущество, получаемое бабочками в результате выработки устойчивости, должно снижаться, и поэтому гены, обеспечивающие устойчивость, будут медленнее распространяться в популяции. Дело в том, что организмы, выработавшие устойчивость к какому-либо яду, в отсутствие этого яда обычно оказываются менее конкурентоспособными, чем их неизменившиеся сородичи.

Однако, как отмечают авторы статьи, бедным китайским крестьянам очень трудно объяснить, почему они должны часть своего и так не слишком большого земельного надела превращать в питомник для вредителей. Почему же совка до сих пор не стала устойчивой к бактериальному токсину? По-видимому, это объясняется тем, что в роли убежищ для бабочек, не обладающих устойчивостью к Cry1Ac, выступают посевы сои, табака, арахиса и других культур, которыми питается хлопковая совка. Всеядность этого вредителя вкупе с обычаем китайских крестьян выращивать на своем участке не одну, а много разных культур делает создание специальных убежищ для неустойчивых бабочек излишним.

В целом десятилетний опыт возделывания трансгенного хлопка в Китае оказался на редкость успешным. От самых опасных вредителей удалось избавиться, и к тому же сильно улучшилась экологическая обстановка. Правда, в последнее время на хлопковых полях расплодились другие вредители — клопы-слепняки (семейство Miridae). Причиной их бурного размножения стало уменьшение количества используемых химических инсектицидов. Но ведь никто и не утверждал, что трансгенный хлопчатник станет панацеей от всех сельскохозяйственных проблем.

Источник: Kong-Ming Wu, Yan-Hui Lu, Hong-Qiang Feng, Yu-Ying Jiang, Jian-Zhou Zhao. Suppression of Cotton Bollworm in Multiple Crops in China in Areas with Bt Toxin–Containing Cotton // Science. 2008. V. 321. P. 1676–1678.

Александр Марков


Комментировать



Последние новости: ГенетикаБотаникаСельское хозяйствоАлександр Марков

2.08
Гибридизация однодомных и двудомных растений увеличивает разнообразие половых фенотипов
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
21.06
Кишечная бактерия влияет на социальное поведение мышей
15.06
Получение генов пектиназ от протеобактерий резко ускорило видообразование палочников
14.06
Полиплоидность предков эукариот — ключ к пониманию происхождения митоза и мейоза
10.06
Удалось выяснить, почему рак может уснуть и проснуться через много лет
7.06
Индийская община Бней-Исраэль не может быть одним из десяти потерянных колен
6.06
Промышленный меланизм бабочек получил генетическое объяснение

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия