Riassunto

Ellen Hütter et al., FAL: Verwendung transgener schädlingsresistenter Nutzpflanzen in der Schweiz
Riassunto
Situazione iniziale e obiettivo
Nel 1999, piante utili transgeniche resistenti agli organismi nocivi sono state coltivate a scopi
commerciali su una superficie di circa 9 milioni di ettari a livello mondiale. Lo sviluppo, con
l'ausilio dell'ingegneria genetica, di piante utili resistenti agli insetti nocivi ha lo scopo di
ridurre le perdite di guadagno, di diminuire l'uso dei mezzi chimici di lotta antiparassitaria e,
quindi, di preservare maggiormente l'ambiente rispetto a quanto non si faccia attualmente. In
Svizzera, la coltura di piante utili transgeniche resistenti agli organismi nocivi non è sinora
stata approvata né per le emissioni sperimentali, né a fini commerciali. Prima di procedere a
un'emissione di piante transgeniche occorre chiarire i possibili rischi per l'ambiente e
agricoltura. L'Ufficio federale dell'ambiente, delle foreste e del paesaggio (UFAFP), insieme
ad altri Uffici federali, ha l'incarico di esaminare le domande d'autorizzazione per emissioni
sperimentali di piante transgeniche.
Il presente studio, tenendo conto dello stato attuale delle conoscenze, mira a creare in
Svizzera delle basi decisionali per la valutazione delle conseguenze ecologiche prevedibili
della coltivazione di piante utili transgeniche resistenti agli organismi nocivi.
Procedura
In una parte generale sono trattati i principi per la selezione delle colture resistenti agli insetti
nocivi che potrebbero rivelarsi interessanti per il nostro Paese. In tali capitoli di base vengono
inoltre illustrati i criteri scelti per l'esame dei vantaggi e dei possibili rischi, per l'ambiente e
l’agricultura, rappresentati da tali piante transgeniche.
In una parte più specifica sono discussi tre esempi concreti (mais, patate e colza) di colture
transgeniche resistenti agli insetti nocivi che vengono confrontate con le attuali misure di lotta
antiparassitaria. Con l'ausilio di alcune pubblicazioni significative sul tema e la partecipazione
di esperti del ramo vengono affrontati i seguenti argomenti:
•
sviluppo della resistenza negli organismi nocivi bersaglio;
•
effeti sugli organismi non bersaglio;
•
transfer genico verticale;
•
influsso sui metodi di coltivazione attuali.
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Ellen Hütter et al., FAL: Verwendung transgener schädlingsresistenter Nutzpflanzen in der Schweiz
Quale sintesi delle parti generale e specifica, viene illustrata schematicamente la procedura
per l’analisi della sicurezza ambientale nell'emissione deliberata di piante utili transgeniche
resistenti agli organismi nocivi.
Principali risultati
Capitolo introduttivo
Le colture più imortanti in Svizzera dal profilo delle superfici coltivate sono, oltre a diversi
cereali, soprattutto il mais, le barbabietole da zucchero, la colza e le patate, nonché le colture
speciali costituite dall'ortofrutticoltura e dalla viticoltura. I tre tipi di campicoltura mais, patate
e colza sono stati scelti quali esempi concreti sulla base dell'uso d'insetticidi per ogni coltura,
dell’esistenza di varietà transgeniche resistenti agli organismi nocivi e delle informazioni
disponibili.
Sviluppo della resistenza
Numerose specie di artropodi hanno già sviluppato una resistenza a diversi insetticidi e si
prevede che gli insetti possano sviluppare una resistenza anche verso le piante transgeniche
resistenti agli organismi nocivi. Tutte le piante transgeniche resistenti agli insetti nocivi (mais,
patate, cotone, pomodori), coltivate a scopi commerciali nel 1998 all'estero, esprimono un
gene che codifica per le tossine del batterio Bacillus thuringiensis. Si ipotizza che gli
organismi nocivi sviluppino più rapidamente una resistenza alle piante che esprimono il gene
Bt (piante Bt) che non agli antiparassitari Bt. Attualmente mancano conoscenze su una
resistenza incrociata tra piante Bt e antiparassitari Bt e viceversa. La strategia più efficace di
gestione del fenomeno della resistenza è attualmente costituita dalla cosiddetta "strategia
high-dose/refuge", nonostante sia basata su modelli matematici e manchino le esperienze sul
lungo periodo.
Organismi non bersaglio
Coltivando piante transgeniche resistenti agli insetti nocivi, così come ricorrendo all'uso di
pesticidi, non soltanto si possono colpire gli organismi nocivi bersaglio, ma si possono
danneggiare anche gli organismi non bersaglio. Sono considerati organismi non bersaglio gli
organismi utili, le api e altri impollinatori; gli erbivori non bersaglio e gli organismi del suolo,
I risultati di alcuni studi mostrano che gli effetti delle piante transgeniche resistenti agli insetti
nocivi sugli organismi non bersaglio sono in parte contraddittori e che sarebbe necessaria una
procedura d'esame standardizzata per permettere una valutazione oggettiva delle varie analisi.
Transfer genico verticale
Il trasferimento di geni, per mezzo del polline, da piante da coltura a specie coltivate e
selvatiche imparentate è un fenomeno diffuso in natura. Tale transfer genico verticale avviene
da solo, indipendentemente dal fatto che la sequenza genica sia stata inserita nel genoma della
pianta con una coltura di tipo tradizionale oppure con metodi d'ingegneria genetica. Delle
numerose condizioni che devono essere soddisfatte affinché possa aver luogo un transfer
genico verticale, risulta determinante la presenza - entro il raggio di dispersione del polline di un partner d'incrocio sessualmente compatibile. Il trasferimento di un gene per la resistenza
agli insetti è rilevante se il gene si esprime nel partner d'incrocio, nella produzione di sementi,
oppure nell'incrocio con piante della medesima specie che vengono coltivate secondo le
direttive dell'agricoltura biologica o dell'Associazione svizzera dei contadini che praticano la
produzione integrata (IP-Suisse).
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Esempi concreti
Mais (Zea mays) e piralide del mais (Ostrinia nubilalis)
Il mais è stato trasformato mediante geni di diverse tossine Bt (Bacillus thuringiensis), allo
scopo di ottenere una resistenza alla piralide del mais, il principale parassita del mais in
Svizzera.
Misure di lotta antiparassitaria
Le misure attuali di lotta antiparassitaria si limitano, nei tre tipi di coltivazione costituiti dalla
produzione integrata, dall'agricoltura biologica e dalla coltura tradizionale, all'impiego
efficace dell'Imenottero Trichogramma brassicae che parassita le uova dell'organismo nocivo.
La piralide del mais colpisce ogni anno una superficie di 40'000-50'000 ettari, 7'000 dei quali
ca. (ossia appena il 10% della superficie complessiva coltivata a mais) sono tenuti sotto
controllo annualmente con il Trichogramma brassicae. In Svizzera non sono ammessi
insetticidi a spruzzo contro la piralide del mais e in commercio non esistono più
microgranulati efficaci contro detto parassita. La coltura di mais Bt non comporta così un
risparmio d'insetticidi chimici.
Sviluppo della resistenza
Nel corso di esperimenti condotti in laboratorio, l'O. nubilalis - sottoposto a una forte
pressione di selezione - ha già sviluppato una resistenza semidominante, probabilmente
ereditata da un singolo gene, a un insetticida Bt a spruzzo che, fra l'altro, contiene anche le
tossine Bt Cry1Ab e Cry1Ac espresse nel mais Bt. È possibile quindi che la piralide del mais
sviluppi una resistenza anche al mais Bt.
Organismi non bersaglio
Studi di laboratorio dimostrano che determinati organismi utili e organismi del suolo possono
essere danneggiati dalla coltivazione di mais Bt. Vi sono altresì indizi secondo i quali le api,
al momento dell'espressione del transgene nel polline, possono subire danni a causa della
tossina Bt. Sarebbe prematuro esprimere giudizi conclusivi. Gli studi sul campo effettuati
sinora non hanno, dal canto loro, rivelato alcuna differenza significativa nella densità della
varie popolazioni di organismi utili o nel tasso di parassitismo dell'Imenottero Trichogramma
brassicae, tra i campi coltivati con mais Bt e le parcelle di riferimento. È probabile che il mais
Bt possa arrecare pregiudizio agli erbivori non bersaglio dello stesso ordine che si nutrono di
piante di mais (p. es. alla nottua). Mancano ancora indagini in tal senso.
Transfer genico verticale
Nell'ambito della distanza di dispersione, un transfer genico verticale via polline di mais
transgenico è possibile soltanto tra piante di mais, in quanto in Svizzera non crescono altri
partner d'incrocio sessualmente compatibili. Ciò può diventare problematico per i proprietari
di superfici di mais coltivate secondo le direttive dell'agricoltura biologica o della produzione
integrata (IP-Suisse), i quali devono rispettare un valore di tolleranza pari a zero per geni
estranei.
Metodi di coltivazione
Il fatto di non utilizzare più il Trichogramma comporta un risparmio in termini di lavoro e di
costi che, tuttavia, viene quanto meno annullato dalla pianificazione, dal coordinamento e
dall'attuazione di misure per la gestione della resistenza, quale ad esempio la posa di rifugi.
La pianificazione e la posa di rifugi limitano inoltre la libertà di scelta degli agricoltori.
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Patate (Solanum tuberosum) e dorifora della patata (Leptinotarsa decemlineata)
Le patate sono state trasformate mediante l'inserzione del gene che codifica per la tossina Bt
Cry3A attivo contro i coleotteri, allo scopo di sviluppare una resistenza alla dorifora della
patata, il principale organismo nocivo nella coltura delle patate in Svizzera.
Misure di lotta antiparassitaria
La lotta antiparassitaria alla dorifora della patata avviene ogni anno su una superficie di 3'0005'000 ha (20-30% della superficie complessiva coltivata a patate). Piantando patate Bt si è
ridotto l'uso di pesticidi Bt a spruzzo (produzione bio, PI, coltura tradizionale), di regolatori
della crescita insetticidi (PI, coltura tradizionale) nonché di piretroidi e di esteri fosforici (PI
con autorizzazione speciale e coltura tradizionale). Un risparmio di regolatori della crescita e
d'insetticidi chimici è possibile soltanto in aziende che lavorano secondo le direttive della
produzione tradizionale o della PI (eccetto IP-Suisse), in cui è permessa la coltura di patate
transgeniche (ca. 1'000-3'000 ha).
Sviluppo della resistenza
La dorifora della patata ha sviluppato resistenze a numerosi insetticidi e ha già potuto essere
selezionata in laboratorio su una resistenza semidominante ereditata alla tossina Bt Cry3A, la
quale si esprime anche nelle patate transgeniche. È possibile che la dorifora della patata
sviluppi una resistenza alle patate Bt.
Organismi non bersaglio
Risultati di diversi studi relativi agli effetti delle patate Bt su organismi non bersaglio non
hanno sinora fornito alcuna prova univoca di danni avvenuti.
Transfer genico verticale
Nell'ambito della distanza di dispersione, un trasferimento del gene della resistenza è
possibile soltanto su altre piante di patata, poiché dagli incroci con altre specie di Solanacee
non nascono discendenti in grado di sopravvivere. L'incrocio con varietà di patate tradizionali
non rappresenta praticamente alcun problema per i proprietari di superfici coltivate con tale
ortaggio che producono secondo le direttive dell'agricoltura biologica o della produzione
integrata (IP-Suisse), dato che i semi delle patate transgeniche non vengono riutilizzati.
Metodi di coltivazione
La soppressione delle misure vigenti sinora nella lotta antiparassitaria conduce a un risparmio
in termini di lavoro e di costi che, probabilmente, può perlomeno essere compensato con la
pianificazione, il coordinamento e la posa di rifugi. La pianificazione e la posa di rifugi
limitano la libertà di scelta di ogni agricoltore. La coltivazione di patate Bt avviene in ogni
caso a titolo preventivo e rende così impossibile la lotta mirata alla dorifora della patata sulla
base della soglia di danno economico.
Colza (Brassica napus var. napus) e meligete della colza (Mellgethes aeneus), ceutorrinco
del cavolo (Ceutorhynchus napi) e pulce della colza (Psylliodes chrysocephala)
La colza è stata trasformata con diversi geni per la resistenza contro gli organismi nocivi.
Importanti per la Svizzera sono attualmente solo le trasformazioni con inibitori della proteasi
(PI, Protease Inhibitors), che conferiscono alla colza una resistenza parziale contro i nocivi
costituiti dal meligete della colza, dal ceutorrinco del cavolo e dalla pulce della colza.
Misure di lotta antiparassitaria
La coltivazione di colza che esprime il gene PI condurrebbe a un risparmio d'insetticidi,
decisamente efficaci ma non altrettanto innocui per l'ambiente, impiegati nella produzione
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integrata e in quella tradizionale. Gli organismi nocivi della colza sono combattuti ogni anno
su una superficie di circa 10'000 ha (circa il 65% della superficie complessiva coltivata a
colza). Nell'agricoltura biologica, la colza non viene praticamente coltivata a causa di carenti
metodi alternativi di lotta antiparassitana.
Sviluppo della resistenza
Soprattutto il meligete della colza ha sviluppato negli scorsi anni resistenze contro diversi
insetticidi, e analisi di laboratorio mostrano già una tolleranza della pulce della colza agli
inibitori della proteasi. Gli organismi nocivi della colza possiedono un potenziale di sviluppo
della resistenza.
Organismi non bersaglio
Attualmente non vi sono studi relativi agli effetti, sugli organismi utili, delle piante
transgeniche di colza che esprimono il gene PI. L'ampio spettro d'insetti utili alla colza
comprende, tra l'altro, diversi coleotteri predatori che potrebbero eventualmente essere
danneggiati dalla coltivazione di colza PI. In diversi studi di laboratorio si sono potuti
accertare effetti negativi degli inibitori della proteasi sulle api.
Transfer genico verticale
L'incrocio della colza quale donatore di polline dà - oltre alla colza – ibridi parzialmente
fertili soltanto con la Brassica campestris (= B. rapa: ravizzone) e con la B. juncea (senape
bruna: in Svizzera una specie rara). Un incrocio con varietà di colza tradizionali rappresenta
un problema nelle aziende che praticano la produzione integrata quando la farina d'estrazione
dei semi oleosi, oppure il panello di colza, contiene degli inibitori della proteasi e quando essa
viene impiegata come mangime da ingrasso, dato che in simili aziende è vietata
l'alimentazione degli animali con mangimi geneticamente modificati. Un incrocio con il
ravizzone è possibile soltanto se quest'ultimo viene coltivato ai bordi dei campi di colza, a mo'
di nutrimento degli organismi nocivi della colza, e se i tempi di fioritura della colza e del
ravizzone coincidono.
Metodi di coltivazione
Il risparmio in termini di applicazioni d'insetticida si traduce in un risparmio di lavoro. Poiché
non è stato sviluppato alcun sistema di gestione della resistenza per la colza PI, non è
possibile calcolare l'onere di lavoro connesso alla posa di rifugi o di altre misure.
Conclusioni
•
La coltivazione di varietà transgeniche resistenti agli organismi nocivi è utile soltanto per
le colture su grandi superfici, economicamente importanti e per i quali si impiegano
grandi quantitativi di insetticidi. Nel presente studio si è tenuto conto delle colture di mais,
patate e colza, poiché per le colture speciali (ortofrutticola e viticola) non sono
attualmente disponibili varietà transgeniche resistenti agli organismi nocivi.
•
La coltura, in Svizzera, di varietà transgeniche resistenti agli organismi nocivi porterebbe,
nel caso delle patate Bt e della colza PI, a una riduzione degli insetticidi chimici impiegati
sinora e, quindi, a una riduzione dell'inquinamento ambientale. Al risparmio di insetticidi
sarebbe legato anche un risparmio in termini di lavoro ed eventualmente di costi.
•
Poiché i principali organismi nocivi del mais e delle patate hanno già sviluppato una
resistenza alle tossine espresse nelle piante transgeniche, o quanto meno agli stadi
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precedenti la durata dell'efficacia delle piante transgeniche è verosimilmente minacciata a
lungo termine.
•
Le strategie di gestione della resistenza attualmente raccomandate si basano su modelli e il
loro sucesso a lungo termine non è ancora dimostrato.
•
La pianificazione, la posa, il coordinamento e il controllo dei rifugi sono connessi a un
notevole onere lavorativo ed economico. Tali compiti, nonché il finanziamento,
dovrebbero essere assunti e regolamentati da un ente ufficiale. I fondamenti giuridici per
la posa di rifugi sono attualmente oggetto di discussione.
•
La coltivazione di mais Bt, patate Bt e colza PI può in linea di principio arrecare danno
agli organismi non bersaglio. Per fare maggiore chiarezza sugli effetti provocati da tali
piante occorrono indagini più approfondite in condizioni di laboratorio, di coltura in
campo semiaperto e aperto, realizzate secondo una metodologia corretta.
•
Un transfer genico verticale su piante che vengono coltivate secondo le direttive
dell’agricoltura biologica o della produzione integrata (IP-Suisse) può portare - nel caso
del mais o della colza - alla violazione della tolleranza zero per i geni estranei.
•
Occorre definire obiettivi di protezione che permettano di valutare se i danni possibili
causati dalle piante utili transgeniche resistenti agli organismi nocivi siano accettabili o
meno.
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