مقاومت آفات نسبت به محصولات زراعی بیوتکنولوژیک افزایش می یابد

در سال ۲۰۱۶ کشاورزان سرتاسر جهان بیش از ۲۴۰ میلیون جریب (۹۸ میلیون هکتار) ذرت، پنبه و سویای اصلاح ژنتیکی شده را که پروتئین های حشره کش را از باکتریوم باسیلوس تورنجینسیس ( bacillus thuringiensis ) یا Bt تولید می کنند، پرورش دادند. این پروتئین های بی تی برخی هزارپاهای سیری ناپذیر و آفات سوسکی را می کشند، اما برای انسان ها بی ضرر هستند و دوستدار محیط زیست محسوب می شوند. با اینکه کشاورزان ارگانیک برای بیش از نیم قرن با موفقیت از پروتئین های بی تی برای سم پاشی استفاده کرده اند، برخی دانشمندان نگرانند که استفاده گسترده از پروتئین های بی تی در محصولاتی که از نظر ژنتیکی مهندسی شده اند باعث تکامل سریع مقاومت در آفات شود.

پژوهشگران در دانشگاه آریزونا در توسان، اقداماتی برای رسیدگی به این نگرانی انجام دادند و کشف کردند که چرا آفات در برخی موارد و نه در همه موارد به سرعت خود را با موقعیت سازگار می کنند. برای آزمایش پیش بینی در مورد مقاومت، بروس تاباشنیک و ایو کریر در دانشگده کشاورزی و علوم زیستی، داده های جهانی در مورد استفاده از محصولات کشاورزی حاوی بی تی و پاسخ آفات به آنها را تحلیل کردند. نتایج کار آنها در شماره اخیر مجله ی بیوتکنولوژی طبیعت منتشر شده است.

تاباشنیک استاد و مدیر دانشکده حشره شناسی دانشگاه آریزونا می گوید: "زمانی که محصولات حاوی بی تی برای اولین بار در سال ۱۹۹۶ معرفی شدند، هیچ کس نمی دانست که آفات با چه سرعتی با آن سازگار می شوند". "اکنون ما مجموعا بیش از ۲ بیلیون جریب از این محصولات کاشته شده را در طول دو دهه گذشته و نظارت گسترده بر داده ها را در اختیار داریم، بنابراین می توانیم یک درک علمی از اینکه با چه سرعتی این آفات مقاومت خود را تکامل می بخشند و چرا، بسازیم".

این پژوهشگران داده های منتشر شده برای ۳۶ مورد از پاسخ های ۱۵ گونه آفت در ۱۰ کشور در هر قاره به جز قطب جنوب را که گزارش شده است تحلیل کردند. آنها مقاومتی را کشف کردند که اساسا بهره وری محصولات بی تی در مزرعه را، در ۱۶ مورد در سال ۲۰۱۶، در مقایسه با تنها سه مورد این چنینی در سال ۲۰۰۵ کاهش کاهش داده است. در این ۱۶ مورد، آفات مقاومت خود را به طور متوسط در طول پنج سال تکامل بخشیدند.

تاباشنیک می گوید:"یک روزنه ی امید این است که در ۱۷ مورد دیگر، مقاومت آفات نسبت به محصولات حاوی بی تی تکامل نیافته است"، او اضافه می کند که برخی محصولات بعد از بیست سال به بهره ور باقی ماندن ادامه می دهند. سه مورد باقی مانده تحت عنوان «هشدار اولیه در مورد مقاومت» دست بندی شوند، جایی که مقاومت از لحاط آماری معنادار است ولی به اندازه ی کافی شدید نیست که پیامدهای عملی داشته باشد.

فرد گولد، استاد برجسته ی حشره شناسی در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و رهبر آکادمی ملی علوم در سال ۲۰۱۶ که بر محصولات از نظر ژنتیکی مهندسی شده مطالعه می کردند اظهار می کند:"این مقاله شواهدی قوی مبنی بر اینکه دوز بالا / استراتژی پناهگاه در به تاخیر انداختن مقاومت نسبت به محصولات حاوی بی تی واقعا کار می کند فراهم می کند. هرچه محصولات بیشتری برای تولید سم بی تی مهندسی شوند این داده ها تبدیل به اطلاعات حیاتی مهمی خواهند شد".

بر اساس این مقاله، هم بهترین و هم بدترین نتایج حاصله، از پیش بینی اصول تکاملی حمایت می کنند.

کریر می گوید: "همانطور که از تئوری تکامل انتظار می رود، عوامل موثر بر اثربخشی پایدار محصولات حاوی بی تی، یک ارث مغلوب از مقاومت در آفات و وجود پناهگاه های فراوان است". پناهگاه ها شامل گیاهان استاندارد و غیر بی تی می باشد که آفات می توانند بدون قرار گرفتن در معرض سموم بی تی آنها را مصرف کنند. گیاهان پناهگاه نزدیک به گیاهان حاوی بی تی، شانس اینکه دو حشره ی مقاوم با یکدیگر آمیزش کنند را کاهش می دهد و بیشتر احتمال این را ایجاد می کنند که آنها با یک جفت آسیب پذیر رشد کنند. با این ارث مغلوب، جفت گیری بین یک آفت مقاوم و یک آفت آسیب پذیر فرزندانی را تولید خواهد کرد که توسط گیاهان حاوی بی تی کشته می شوند.

کریر توضیح می دهد: "مدل های کامپیوتری نشان دادند که گیاهان پناهگاه باید به ویژه برای به تاخیر انداختن مقاومت زمانی که ارث مقاومت در یک آفت مغلوب وجود دارد خوب باشند". ارزش گیاهان پناهگاه بحث برانگیز بوده است و آژانس محافظت از محیط زیست درخواست های خود برای کاشت گیاهان پناهگاه کم کرده است.

تاباشنیک می گوید:"شاید متقاعدکننده ترین شاهد مبنی بر اینکه پناهگاه ها کار می کنند به کرم غوزه ی صورتی بازگردد که مقاومت خود را نسبت به پنبه ی حاوی بی تی در هند به سرعت تکامل بخشید، اما در آمریکا نه".

در جنوب غربی آمریکا کشاورزان با دانشمندان دانشگاه ها، صنایع، آژانس حمایت از محیط زیست ایالات متحده ( EPA ) و دپارتمان کشاورزی ایالات متحده برای اجرای استراتژی پناهگاه موثر همکاری کردند. اگرچه هند نیز به همین ترتیب به استراتژی پناهگاه نیاز دارد، پذیرش کشاورزان کم بود.

تاباشنیک می گوید: "آفات یکسان، محصولات یکسان، پروتئین بی تی یکسان، اما نتایج بسیار متفاوت".

این مطالعه جدید نشان داد که مقاومت آفات نسبت به محصولات حاوی بی تی اکنون سریع تر از گذشته تکامل می یابد، نخست به دلیل اینکه مقاومت نسبت به برخی پروتئین های بی تی موجب مقاومت متقابل نسبت به پروتئین های بی تی که توسط محصولاتی که متعاقبا معرفی شدند تولید شده بود می شد.

یک توسعه ی تشویق کننده، تجاری سازی اخیر محصولات تکنولوژیکی است که نوع جدیدی از پروتئین بی تی به نام پروتئین حشره کش گیاهی یا VIP تولید می کنند. تمام پروتئین های دیگر در محصولات از نظر ژنتیکی مهندسی شده در گروه دیگری هستند به نام پروتئین های بلورین یا .Cry طبق گفته های نویسندگان این مطالعه، به دلیل اینکه این دو گروه از پروتئین های بی تی بسیار متفاوت هستند، مقاومت متقابل بین آنها کم است یا اصلا نیست.

ییدونگ وو، پروفسور برجسته ی دانشکده حمایت از گیاهان در دانشگاه کشاورزی نانجینگ در چین می گوید: "این بررسی یک به روز رسانی به موقع را در مورد وضعیت جهانی مقاومت نسبت به محصولات حاوی بی تی و بینشی منحصر به فرد فراهم می کند که به بهبود استراتژی های مدیریت مقاومت به منظور استفاده ی پایدارتر از محصولات حاوی بی تی کمک می کند".

اگرچه این گزارش جدید جامع ترین ارزیابی در مورد مقاومت آفات نسبت به محصولات حاوی بی تی تا امروز است، تاباشنیک اشاره می کند که این کار تنها نشان دهنده آغاز استفاده از تحلیل های سیستماتیک داده ها برای افزایش درک و مدیریت مقاومت است.

او می گوید: "این گیاهان به طور قابل توجهی مفید هستند و مقاومت عموما کندتر از چیزی که بیشتر مردم انتظار دارند تکامل می یابد". "من این گیاهان را به عنوان بخش به طور فزاینده مهم آینده کشاورزی می بینم. پیشرفت حاصله، انگیزه ای برای جمع آوری داده های بیشتر و ترکیب آن ها در برنامه ریزی های آینده تولید محصول فراهم می کند".

تاباشنیک می گوید: "ما همچنین شروع به مبادله ایده ها و اطلاعات با دانشمندانی که با چالش های مشابهی مانند مقاومت نسبت به علف کش ها در علف های هرز و مقاومت نسبت به داروها در سلول های سرطانی روبه رو هستند کردیم".

اما آیا کشاورزان هرگز قادر خواهند شد تا با کمک یکدیگر از مقاومت جلوگیری کنند؟ تاباشنیک اینگونه فکر نمی کند: "ما همیشه انتظار داریم که آفات خودشان را سازگار کنند. با این حال، اگر ما بتوانیم این مقاومت را از چند سال به چند دهه به تاخیر بیندازیم، یک پیروزی بزرگ است".

مترجم: بهاران پدرام

منبع: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-10/uoa-prt100517.php