Toxicité pour les insectes

Par la transgénèse, ou transfert de gènes, il est possible de créer des plantes qui libèrent, en quelque sorte, leur propre insecticide. En effet, ces plantes GM produisent dans leurs tissus une toxine pour se défendre contre certains insectes nuisibles34. La toxine peut se retrouver dans toutes les parties de la plante, dont le feuillage, les racines et le pollen. Aussi, certains se questionnent sur les risques que courent les insectes non nuisibles à la plante GM. Par exemple, les abeilles risquent-elles d’être affectées par la toxine lorsqu’elles butinent le pollen de ces plantes transgéniques? Les vers de terre et les microorganismes du sol doivent-ils craindre la décomposition de ces plantes GM et la présence de la toxine dans la terre? Pour le moment, il semble que non. Les substances libérées par ces plantes transgéniques seraient spécifiques à certains insectes et ne mettraient pas en danger les autres organismes. Mais chaque cas doit être évalué séparément, selon le type de toxine libérée par la plante GM et les organismes en présence. Des études sont en cours à ce sujet.

Les insectes nuisibles causent des dommages importants aux plantes et peuvent détruire des cultures entières. Par exemple, la pyrale du maïs détruit les plants de maïs en se nourrissant de leur feuillage et des grains.

Le cas du maïs Bt

Une variété de maïs-grain transgénique cultivé notamment au Québec porte le nom de maïs Bt. Bt signifie Bacillus thuringiensis, une bactérie présente dans la nature, qui sécrète une protéine toxique pour la pyrale du maïs. Le gène qui permet l’expression de cette protéine (protéine Cry) a été introduit dans le génome de certaines variétés de maïs pour les rendre résistantes à l’insecte ravageur. Mais la protéine Bt présente-t-elle un risque pour les insectes qui se nourrissent du pollen de ce maïs?1.

Une chenille Maïs

… sur les organismes non-cibles (abeilles, coccinelles, organismes du sol)

D’après 11 études aux champs effectuées aux États-Unis et en Australie, les cotons et maïs Bt actuels posent relativement peu de risques pour les insectes non nuisibles2 3.

Une revue de littérature sur dix ans de recherches en champs conclut que le maïs et le coton Bt sont plus spécifiques et ont moins d’effets secondaires sur les insectes non-cibles que la plupart des insecticides couramment utilisés4.

De même, la protéine Cry ne présente pas plus de risques que les autres insecticides pour les organismes du sol5 6 7 8 9.

Une autre étude10 a comparé la toxicité pour les insectes d’échantillons de sol provenant soit de champs plantés en maïs Bt depuis 3 ans, soit de champs plantés en maïs ordinaire. Aucune différence de toxicité n’a été détectée. Par contre, une étude de l’Université du Kentucky 11 a quantifié la concentration de la protéine Cry dans les insectes non ciblés et dans leurs prédateurs comme les araignées. La protéine a été retrouvée dans certains insectes non ciblés ainsi que dans leurs prédateurs, mais en quantité qui semblait trop faible pour avoir un effet négatif.

Champ de maïsD’après une étude publiée en 200712, les insectes non-cibles (ex. abeilles, coccinelles) sont plus nombreux dans les champs de maïs et de coton Bt que dans les champs de maïs et de coton conventionnels traités aux insecticides. Par contre, ils sont moins nombreux que dans les champs conventionnels non traités aux insecticides. Cette étude analyse, pour la première fois, les données provenant de recherches aux champs de différents pays. Beaucoup de ces expériences étaient trop petites pour être concluantes par elles-mêmes. Afin d’avoir un échantillon assez large pour détecter de petites différences, les chercheurs ont donc analysé les résultats de 42 champs expérimentaux de coton ou de maïs Bt.

Une étude de 2011 par des chercheurs suisses13 a exposé directement des larves de coccinelles à deux protéines Bt (Cry1Ab et Cry3Bb1) de deux maïs GM différents. L’ingestion des deux protéines Cry par les coccinelles n’a pas affecté le taux de mortalité des larves, le poids ou le taux de croissance de ces dernières. Cette étude démontre que les coccinelles ne seraient pas sensibles aux protéines Cry1Ab et Cry3Bb1 produites par les maïs GM.

Une équipe de chercheurs de l’Alberta a vérifié pendant cinq saisons de culture si l’utilisation du maïs Bt affecte les microorganismes du sol et leur activité métabolique42. Les chercheurs ont évalué plus spécifiquement l’effet du maïs Bt (Cry1Ab) et de l’application de l’insecticide deltamethrine sur la biomasse microbienne du sol et son activité. Ils ont aussi vérifié si le maïs Bt en rotation de cultures modifierait ces effets.

L’analyse statistique de l’ensemble des données des saisons ne montre pas d’effet de la technologie Bt, de l’application de l’insecticide ou de la rotation des cultures sur la biomasse microbienne du sol ou de la diversité, même si des différences entre les saisons et entre les échantillonnages des différentes couches sol de la rhizosphère et du sol des couches sous-jacentes ont été observées.

Par conséquent, les auteurs estiment que la technologie Bt est sûre en ce qui concerne les effets non ciblés mesurés dans cette étude. Cependant, les effets sur l'environnement du sol de l'utilisation répétée de cultures Bt depuis de nombreuses années devraient continuer à être suivis.

Une équipe de chercheurs de l’Université Laval a effectué une méta-analyse sur l’ensemble de la littérature scientifique disponible sur les plantes GM et leurs impacts sur les organismes non-cibles, soit plus de 400 articles scientifiques. 44L’étude a démontré que les effets non intentionnels du maïs Bt sur les espèces non visées sont rares. Ces effets affectent des groupes particuliers d'insectes et s’exercent par des mécanismes écologiques indirects impliquant des délais, plutôt que via des effets directs à court terme des facteurs de résistance GM exprimés. Des données concernant notamment la pomme de terre Bt et le coton Bt, suggèrent que les plantes GM basées sur des toxines Cry favoriseront éventuellement les ravageurs suceurs, qui leur sont insensibles par définition.

La disparition de colonies d’abeilles…

En 2007, des apiculteurs américains et européens ont rapporté la disparition de nombreuses colonies d’abeilles. L’année suivante, une méta-analyse de 25 études indépendantes a démontré que les OGM commercialisés n’ont pas d’effets négatifs sur la survie des abeilles14.

Par ailleurs, aucune corrélation géographique n’a été établie entre les champs d’OGM et les régions où les colonies d’abeilles ont disparu. Par exemple, des colonies ont disparu en Suisse, où aucun OGM n’est cultivé.

Le risque potentiel des plantes GM pour les insectes non-cibles est une question importante, mais une question d’analyse au cas par cas. Les plantes GM résistantes aux insectes ont été développées afin d’offrir une alternative aux méthodes traditionnelles (ex. insecticides chimiques) de lutte aux ennemis des cultures.

C’est pourquoi plusieurs recherches se concentrent maintenant sur la comparaison entre l’impact environnemental des méthodes traditionnelles de contrôle des insectes et celui des plantes GM résistantes aux insectes35 36 37, que des modèles d’analyse de risques écologiques sont développés38, qu’une base de données sur les effets des plantes Bt sur les insectes non-cibles a été construite et rendue disponible sur Internet12 39, que la compatibilité entre les modes de contrôle biologique et les plantes GM est analysée40 ou encore que les différences entre les expériences en laboratoire et celles en champs sont vérifiées41.

… surveillance environnementale post-commercialisation

Il est aussi possible d’établir des programmes de recherches standardisés afin de suivre l’impact des OGM après leur commercialisation. Par exemple, en Espagne, une étude a été réalisée avec un dispositif en blocs aléatoires dans des champs de maïs de 3-4 ha sur lesquels il était possible de comparer la quantité et les activités d’insectes prédateurs vivant dans le sol et sur les plantes Bt et non-Bt quasi-isogéniques43. Ces parcelles ont été échantillonnées 6 ou 7 fois au cours de deux saisons de culture par une inspection visuelle et par l’utilisation de pièges (pitfall trap). L’étude démontrait aucune différence significative dans la quantité des prédateurs sur les plantes n’a été trouvée entre les variétés Bt et non-Bt.

En ce qui a trait à l’analyse des prédateurs dans les pièges, des différences significatives ont été trouvées seulement pour les prédateurs Staphylinidés (Staphylinidae). Leur quantité était supérieure dans les pièges disposés sur le maïs non-Bt par rapport à celle dans les pièges sur le maïs Bt. Cette différence significative n’a été remarquée que pour les champs au centre de l’Espagne et non dans ceux du nord de l’Espagne.

Des analyses sont poursuivies par l’équipe de chercheurs afin d’établir un protocole normalisé et l’utilisation de prédateurs de substitution à titre de comparatif statistique qui pourra être utilisé pour le programme officiel espagnol de surveillance environnementale post-commercialisation des cultures GM.

… sur les insectes aquatiques

Jusqu’à maintenant, la plupart des recherches ont porté sur les insectes dans les champs cultivés.

Champ de maïsCertains groupes de recherche estiment que plus d’études sont nécessaires pour connaître les effets des OGM sur les insectes des milieux environnants, tels que les insectes aquatiques 15 16.

Une étude subventionnée par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs s’est penchée sur les impacts environnementaux des OGM sur le territoire québécois.

L’équipe de recherche québécoise a étudié les effets environnementaux des OGM dans des champs situés près de Québec (2003-2004) et de Saint-Hyacinthe (2004). Voici les principaux résultats (indice de biodiversité au champ) concernant l’impact des maïs Bt à l’étude sur les insectes non nuisibles.

Indice de biodiversité au champ17

L’indice de biodiversité au champ tient compte du nombre d’espèces d’insectes présents et de leur population. Il est demeuré constant dans tous les champs de maïs Bt à l’étude. Cela signifie que les maïs Bt étudiés ne semblent pas avoir d’effet sur les populations d’insectes non ciblés, notamment les pucerons et les coccinelles.

Des essais complémentaires ont été réalisés en serre afin de préciser l’effet des maïs Bt sur les pucerons. Pourquoi les pucerons? Parce qu’il s’agit d’insectes fréquents dans les champs de maïs au Québec. À nouveau, les maïs Bt étudiés ne semblaient pas avoir d’effets sur les pucerons, ce qui confirmait les résultats obtenus en champs.

Le cas du monarque…

Une étude publiée en 199918 suggère que la protéine Cry présente dans le pollen de maïs Bt nuit aux larves du papillon monarque. Mais les conclusions de cette étude, réalisée seulement en laboratoire, ont par la suite été remises en question par des recherches au champ.

Selon ces dernières, la protéine Cry n’a pas plus d’effets que les autres insecticides sur les larves de monarque19 20 21 22 23 24 25 26 27 28.

Ces recherches ne portaient que sur le pollen. Or, les larves du papillon monarque peuvent aussi être en contact avec les anthères du maïs Bt. Afin de connaître l’effet des anthères seules et l’effet combiné des anthères et du pollen sur les larves de papillon monarque, une étude a été réalisée29. Selon cette dernière, la culture du maïs Bt en Amérique du Nord est peu probable de poser un risque significatif pour le monarque. Moins de 0,8 % de la population de papillons monarques serait exposée au pollen de maïs Bt25.

Un monarque

Persistance de la protéine Bt dans l’environnement

Deux études principales concluent qu’il n’y a aucune évidence de persistance ou d’accumulation de protéines Cry dans le sol de champs plantés en maïs Bt sur 3 années consécutives10 30. Ces résultats sont confirmés par une étude en serre de 63 jours31.

Des chercheurs québécois ont étudié le devenir des transgènes et de la protéine Bt dans l'ensilage, les grains traités et le contenu ruminal. Le devenir de la protéine Cry1Ab et des fragments de transgènes (CaMV35S, cry1A(b), bar et bla) a été étudié dans l'ensilage et le grain traité de deux hybrides commerciaux de maïs Bt11 et un hybride de maïs Bt176. Dépendamment de la méthode d'entreposage en silo utilisée, les fragments d'ADN d'OGM n'étaient plus détectables par les méthodes standards de PCR. La concentration en protéine Bt diminuait avec le temps d'entreposage dans les silos. Les traitements appliqués aux grains (ex. micronisation, extrusion et floconnage avaient pour effet de faire diminuer la concentration en protéine Bt dans les grains traités. Ceci permet de conclure que l'intégrité des transgènes et leur habilité à encoder des protéines fonctionnelles est rapidement perdue pendant l'ensilage. Les conditions de mise en silos (ex. pH, température) affectent donc la persistance autant du transgène que de la protéine Bt. Après l'entreposage en silo et la transformation des grains, la protéine Bt ne peut avoir d'impact secondaire sur l'environnement32.

Certains caractères propres aux arbres, comme la chute des feuilles à l’automne, ont été également évalués par une étude québécoise qui a vérifié la persistance des gènes de feuilles en décomposition provenant de peupliers GM exprimant la toxine Bt33. L’ADN qui se retrouve dans le sol suite à la décomposition des feuilles et des racines provenant d’arbres GM pourrait être incorporé par les microbes du sol. La persistance de l’ADN dans l’environnement a été évaluée en plaçant des feuilles de peupliers GM dans des sacs perméables disposés sur le sol et dans le sol. Les feuilles ont été soumises aux conditions naturelles sur le terrain pour une période allant jusqu’à 12 mois. Cette étude constitue la première analyse de la stabilité de l’ADN d’arbres dans un environnement forestier naturel. Les données indiquent que les fragments d’ADN GM ne persistent pas plus de 4 mois sur le terrain.