Nel 2016, gli agricoltori di tutto il mondo hanno piantato più di 240 milioni di acri (98 milioni di ettari) di mais geneticamente modificato, cotone e soia che producono proteine ​​che uccidono gli insetti dal batterio Bacillus thuringiensis, o Bt. Queste proteine ​​Bt uccidono alcuni voraci parassiti di bruchi e coleotteri, ma sono innocui per le persone e considerati rispettosi dell'ambiente. Mentre gli agricoltori biologici hanno utilizzato con successo le proteine ​​Bt negli spray per più di mezzo secolo, alcuni scienziati temevano che l'uso diffuso delle proteine ​​Bt nelle colture geneticamente modificate avrebbe stimolato una rapida evoluzione della resistenza nei parassiti.

Ricercatori dell'Università dell'Arizona a Tucson, L'Arizona ha fatto il punto per affrontare questa preoccupazione e scoprire perché i parassiti si sono adattati rapidamente in alcuni casi ma non in altri. Per testare le previsioni sulla resistenza, Bruce Tabashnik e Yves Carriere del College of Agriculture and Life Sciences hanno analizzato i dati globali sull'uso delle colture Bt e sulle risposte dei parassiti. I loro risultati sono pubblicati nell'attuale numero della rivista Biotecnologie naturali .

"Quando le colture Bt furono introdotte per la prima volta nel 1996, nessuno sapeva quanto velocemente si sarebbero adattati i parassiti, " ha detto Tabashnik, Professore di Regents' e capo del Dipartimento di Entomologia dell'UA. "Ora abbiamo un totale cumulativo di oltre 2 miliardi di acri di queste colture piantate negli ultimi due decenni e ampi dati di monitoraggio, così possiamo costruire una comprensione scientifica di quanto velocemente i parassiti evolvono resistenza e perché".

I ricercatori hanno analizzato i dati pubblicati per 36 casi che rappresentano le risposte di 15 specie di parassiti in 10 paesi di tutti i continenti tranne l'Antartide. Hanno scoperto una resistenza che ha ridotto sostanzialmente l'efficacia delle colture Bt in campo in 16 casi a partire dal 2016, rispetto a solo tre di questi casi entro il 2005. In questi 16 casi, i parassiti hanno sviluppato resistenza in un tempo medio di poco più di cinque anni.

"Un lato positivo è che in altri 17 casi, i parassiti non hanno sviluppato resistenza alle colture Bt, " Tabashnik ha detto, aggiungendo che alcune colture continuano a rimanere efficaci dopo 20 anni. I restanti tre casi sono classificati come "preallarme di resistenza, " dove la resistenza è statisticamente significativa, ma non abbastanza grave da avere conseguenze pratiche.

Fred Gould, Illustre professore di entomologia presso la North Carolina State University e leader dello studio della National Academy of Sciences 2016 sulle colture geneticamente modificate, commentato, "Questo documento ci fornisce una forte evidenza che la strategia ad alte dosi/rifugio per ritardare la resistenza alle colture Bt sta davvero funzionando. Questa sarà un'informazione di fondamentale importanza poiché più colture sono progettate per produrre tossine Bt".

Secondo il giornale, sia i risultati migliori che quelli peggiori supportano le previsioni dei principi evolutivi.

"Come previsto dalla teoria evoluzionistica, i fattori che favoriscono l'efficacia prolungata delle colture Bt erano l'eredità recessiva della resistenza nei parassiti e gli abbondanti rifugi, " ha detto Carriere.

I rifugi sono costituiti da standard, piante non Bt che i parassiti possono mangiare senza esposizione alle tossine Bt. Piantare rifugi vicino alle colture Bt riduce le possibilità che due insetti resistenti si accoppino tra loro, rendendo più probabile che si riproducano con un compagno suscettibile. Con eredità recessiva, gli accoppiamenti tra un genitore resistente e un genitore suscettibile producono figli che vengono uccisi dal raccolto Bt.

"I modelli informatici hanno mostrato che i rifugi dovrebbero essere particolarmente utili per ritardare la resistenza quando l'ereditarietà della resistenza nel parassita è recessiva, Ha spiegato Carriere. Il valore dei rifugi è stato controverso, e l'Environmental Protection Agency ha allentato i suoi requisiti per piantare rifugi negli Stati Uniti.

"Forse la prova più convincente che il lavoro dei rifugi viene dal verme rosa, che evolse rapidamente la resistenza al cotone Bt in India, ma non negli Stati Uniti, " ha detto Tabashnik.

Negli Stati Uniti sud-occidentali, gli agricoltori hanno collaborato con il mondo accademico, industria, Scienziati dell'EPA, e il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti per attuare un'efficace strategia di rifugio. Sebbene l'India richiedesse allo stesso modo una strategia di rifugio, la compliance degli agricoltori era bassa.

"Lo stesso parassita, stesso raccolto, stesse proteine ​​Bt, ma risultati molto diversi, " ha detto Tabashnik.

Il nuovo studio ha rivelato che la resistenza dei parassiti alle colture Bt si sta evolvendo più velocemente di prima, principalmente perché la resistenza ad alcune proteine ​​Bt causa resistenza crociata alle proteine ​​Bt correlate prodotte da colture successivamente introdotte.

Uno sviluppo incoraggiante è la recente commercializzazione di colture biotecnologiche che producono un nuovo tipo di proteina Bt chiamata proteina insetticida vegetativa, o Vip. Tutte le altre proteine ​​Bt nelle colture geneticamente modificate sono in un altro gruppo, chiamato cristallino, o piangere, proteine. Poiché questi due gruppi di proteine ​​Bt sono così diversi, la resistenza incrociata tra loro è bassa o nulla, secondo gli autori dello studio.

Yidong Wu, Professore illustre presso il College of Plant Protection presso la Nanjing Agricultural University in Cina, disse, "Questa recensione fornisce un aggiornamento tempestivo sullo stato globale della resistenza alle colture Bt e approfondimenti unici che aiuteranno a migliorare le strategie di gestione della resistenza per un uso più sostenibile delle colture Bt".

Sebbene il nuovo rapporto sia finora la valutazione più completa della resistenza dei parassiti alle colture Bt, Tabashnik ha indicato che rappresenta solo l'inizio dell'utilizzo di analisi sistematiche dei dati per migliorare la comprensione e la gestione della resistenza.

"Queste piante sono state straordinariamente utili, e la resistenza si è generalmente evoluta più lentamente di quanto la maggior parte delle persone si aspettasse, " ha detto. "Vedo queste colture come una parte sempre più importante del futuro dell'agricoltura. I progressi compiuti forniscono la motivazione per raccogliere più dati e per incorporarli nella pianificazione delle future implementazioni delle colture".

"Abbiamo anche iniziato a scambiare idee e informazioni con scienziati che affrontano sfide correlate, come la resistenza agli erbicidi nelle erbe infestanti e la resistenza ai farmaci nelle cellule tumorali, " ha detto Tabashnik.

Ma gli agricoltori saranno mai in grado di prevenire del tutto la resistenza? Tabashnik non la pensa così.

"Ci aspettiamo sempre che i parassiti si adattino. Tuttavia, se possiamo ritardare la resistenza da pochi anni a qualche decennio, è una grande vittoria".