The cultivation of genetically modified (GM) plants has raised several environmental concerns. One of these concerns regards non-target soil fauna organisms, which play an important role in the decomposition of organic matter and hence are largely exposed to GM plant residues. Soil fauna may be directly affected by transgene products or indirectly by pleiotropic effects such as a modified plant metabolism. Thus, ecosystem services and functioning might be affected negatively. In a litterbag experiment in the field we analysed the decomposition process and the soil fauna community involved. Therefore, we used four experimental GM wheat varieties, two with a race-specific antifungal resistance against powdery mildew (Pm3b) and two with an unspecific antifungal resistance based on the expression of chitinase and glucanase. We compared them with two non-GM isolines and six conventional cereal varieties. To elucidate the mechanisms that cause differences in plant decomposition, structural plant components (i.e. C∶N ratio, lignin, cellulose, hemicellulose) were examined and soil properties, temperature and precipitation were monitored. The most frequent taxa extracted from decaying plant material were mites (Cryptostigmata, Gamasina and Uropodina), springtails (Isotomidae), annelids (Enchytraeidae) and Diptera (Cecidomyiidae larvae). Despite a single significant transgenic/month interaction for Cecidomyiidae larvae, which is probably random, we detected no impact of the GM wheat on the soil fauna community. However, soil fauna differences among conventional cereal varieties were more pronounced than between GM and non-GM wheat. While leaf residue decomposition in GM and non-GM wheat was similar, differences among conventional cereals were evident. Furthermore, sampling date and location were found to greatly influence soil fauna community and decomposition processes. The results give no indication of ecologically relevant adverse effects of antifungal GM wheat on the composition and the activity of the soil fauna community.
Titre de l'article
Aucun effet indésirable du blé antifongique génétiquement modifié sur la dynamique de décomposition et la communauté de la faune du sol - Une étude de terrain
Aucun effet indésirable du blé antifongique génétiquement modifié sur la dynamique de décomposition et la communauté de la faune du sol - Une étude de terrain
Introduction à l'article
Des variétés génétiquement modifiées de blés sont aujourd’hui largement utilisées pour lutter contre les maladies fongiques comme l’oïdium. Certaines d’entre elles ne sont pas spécifiquement résistantes à ce parasite, mais synthétisent des enzymes (chitinase, glucanase) qui pourraient affecter les champignons et autres microorganismes non-pathogènes du sol, notamment ceux impliqués dans les processus de décomposition de la matière organique. Les travaux antérieurs, tous réalisés en laboratoire, n’ont pas mis en évidence d’effets néfastes du blé transgénique sur les performances des collemboles, des larves de diptères et des enchytraides. Dans cette étude de terrain, différentes variétés de blés conventionnelles et transgéniques (résistance spécifique ou non) ont été cultivées afin de comparer leurs effets sur les communautés d'organismes du sol et sur la décomposition qu'elles effectuent en milieu naturel.
Des variétés génétiquement modifiées de blés sont aujourd’hui largement utilisées pour lutter contre les maladies fongiques comme l’oïdium. Certaines d’entre elles ne sont pas spécifiquement résistantes à ce parasite, mais synthétisent des enzymes (chitinase, glucanase) qui pourraient affecter les champignons et autres microorganismes non-pathogènes du sol, notamment ceux impliqués dans les processus de décomposition de la matière organique. Les travaux antérieurs, tous réalisés en laboratoire, n’ont pas mis en évidence d’effets néfastes du blé transgénique sur les performances des collemboles, des larves de diptères et des enchytraides. Dans cette étude de terrain, différentes variétés de blés conventionnelles et transgéniques (résistance spécifique ou non) ont été cultivées afin de comparer leurs effets sur les communautés d'organismes du sol et sur la décomposition qu'elles effectuent en milieu naturel.
Expériences de l'article
Les expériences ont été menées durant 2 périodes de 6 mois, en utilisant 2 souches de blés transgéniques spécifiquement résistants à l'oïdium et 2 souches de blé transgéniques à activités enzymatiques non-spécifiques ainsi que leurs 4 lignées génotypiques sauvages, et d’autres céréales conventionnelles (blé, orge et triticale). Des sacs à litière faits en filet de polyéthylène ont été enterrés à une profondeur de 5 cm après avoir été remplis de feuilles mortes et de graines d’une des 12 variétés céréalières étudiées. Aucun insecticide n’a été utilisé. Chaque mois, des sacs ont été déterrés afin d’en extraire la faune et la matière organique. Les organismes ont été collectés dans des fioles remplies d'isopropanol, puis identifiés au rang de la famille. Les résidus végétaux dégradés ont été lavés, filtrés puis séchés pendant 7 jours afin de calculer le taux de décomposition des échantillons. A l’aide d’une analyse statistique, les données issues des 1296 cas ont été comparées.
Les expériences ont été menées durant 2 périodes de 6 mois, en utilisant 2 souches de blés transgéniques spécifiquement résistants à l'oïdium et 2 souches de blé transgéniques à activités enzymatiques non-spécifiques ainsi que leurs 4 lignées génotypiques sauvages, et d’autres céréales conventionnelles (blé, orge et triticale). Des sacs à litière faits en filet de polyéthylène ont été enterrés à une profondeur de 5 cm après avoir été remplis de feuilles mortes et de graines d’une des 12 variétés céréalières étudiées. Aucun insecticide n’a été utilisé. Chaque mois, des sacs ont été déterrés afin d’en extraire la faune et la matière organique. Les organismes ont été collectés dans des fioles remplies d'isopropanol, puis identifiés au rang de la famille. Les résidus végétaux dégradés ont été lavés, filtrés puis séchés pendant 7 jours afin de calculer le taux de décomposition des échantillons. A l’aide d’une analyse statistique, les données issues des 1296 cas ont été comparées.
Résultats de l'article
Plus de 40000 organismes ont été extraits des sacs de litière. Les résultats montrent que la présence d'un transgène, quelque soit le type de résistance, n’a pas affecté la quantité totale d'organismes des échantillons, ni la composition de la communauté faunique. Les seuls schémas de distribution qui ont pu être isolés correspondent aux différentes espèces de céréales cultivées. De même, les analyses ont montré des différences significatives de décomposition des échantillons entre les cultures conventionnelles d’espèces différentes mais par entre les différentes variétés de blés, transgéniques ou sauvages. Il ne semble donc pas que la faune du sol et la décomposition soient affectées par le blé GM. Il fut par ailleurs constaté que la date et le lieu d'échantillonnage influaient fortement sur la communauté faunique et sur le processus de décomposition. Par conséquent, il faut prendre en considération les paramètres physicochimiques du terrain lors de l'évaluation du risque lié aux OGM.
Plus de 40000 organismes ont été extraits des sacs de litière. Les résultats montrent que la présence d'un transgène, quelque soit le type de résistance, n’a pas affecté la quantité totale d'organismes des échantillons, ni la composition de la communauté faunique. Les seuls schémas de distribution qui ont pu être isolés correspondent aux différentes espèces de céréales cultivées. De même, les analyses ont montré des différences significatives de décomposition des échantillons entre les cultures conventionnelles d’espèces différentes mais par entre les différentes variétés de blés, transgéniques ou sauvages. Il ne semble donc pas que la faune du sol et la décomposition soient affectées par le blé GM. Il fut par ailleurs constaté que la date et le lieu d'échantillonnage influaient fortement sur la communauté faunique et sur le processus de décomposition. Par conséquent, il faut prendre en considération les paramètres physicochimiques du terrain lors de l'évaluation du risque lié aux OGM.
Rigueur de l'article
L'estimation du taux de décomposition des matières organiques a été réalisée en faisant le rapport de la masse sèche avant que ne soit enterré les sacs et de la masse sèche après. Toutefois, les voies de dégradation des matières organiques ne se limitent pas à une réduction de la masse de ses composés, mais aussi à une fragmentation des débris végétaux, ainsi qu'à une transformation métabolique aboutissant à une minéralisation de la matière. La mesure de la masse de matière sèche seule ne semble pas suffisante pour caractériser le processus de décomposition qui fait appel à de nombreux mécanismes physico-chimiques. Cependant, il faut souligner l'initiative pertinente d’inclure dans l’étude comparative diverses variétés conventionnelles de céréales différentes, ce qui a permis de nuancer les éventuelles différences observées entre les plantes GM et non GM, , en estimant la variance naturelle des indicateurs mesurés.
L'estimation du taux de décomposition des matières organiques a été réalisée en faisant le rapport de la masse sèche avant que ne soit enterré les sacs et de la masse sèche après. Toutefois, les voies de dégradation des matières organiques ne se limitent pas à une réduction de la masse de ses composés, mais aussi à une fragmentation des débris végétaux, ainsi qu'à une transformation métabolique aboutissant à une minéralisation de la matière. La mesure de la masse de matière sèche seule ne semble pas suffisante pour caractériser le processus de décomposition qui fait appel à de nombreux mécanismes physico-chimiques. Cependant, il faut souligner l'initiative pertinente d’inclure dans l’étude comparative diverses variétés conventionnelles de céréales différentes, ce qui a permis de nuancer les éventuelles différences observées entre les plantes GM et non GM, , en estimant la variance naturelle des indicateurs mesurés.
Ce que cet article apporte au débat
Cette première étude de terrain montre qu’il est essentiel de relativiser les effets des plantes transgéniques en comparant ces-dernières, non seulement à leurs génotypes sauvages d’origine, mais aussi à des parents conventionnelles, de même espèce ou non. Il semble en effet que le choix de l’espèce et de la variété céréalière conventionnelle que l’on cultive ait un impact plus fort sur les communautés fauniques et les taux de décomposition des sols que l’utilisation de plantes transgéniques ou non. Ce résultat remet en question les conclusions de nombreuses études sur les risques liés aux OGM qui n’ont comparé que les effets induits par des variants transgéniques avec ceux induits par leurs équivalents sauvages, sans s’intéresser à la variabilité inter-variétés. On peut ainsi se demander si des variants hyperélectionnés ne pourraient pas avoir plus d’impacts environnementaux que des plantes, certes transgéniques, mais ayant un génotype relativement proche de leur modèle sauvage.
Cette première étude de terrain montre qu’il est essentiel de relativiser les effets des plantes transgéniques en comparant ces-dernières, non seulement à leurs génotypes sauvages d’origine, mais aussi à des parents conventionnelles, de même espèce ou non. Il semble en effet que le choix de l’espèce et de la variété céréalière conventionnelle que l’on cultive ait un impact plus fort sur les communautés fauniques et les taux de décomposition des sols que l’utilisation de plantes transgéniques ou non. Ce résultat remet en question les conclusions de nombreuses études sur les risques liés aux OGM qui n’ont comparé que les effets induits par des variants transgéniques avec ceux induits par leurs équivalents sauvages, sans s’intéresser à la variabilité inter-variétés. On peut ainsi se demander si des variants hyperélectionnés ne pourraient pas avoir plus d’impacts environnementaux que des plantes, certes transgéniques, mais ayant un génotype relativement proche de leur modèle sauvage.
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