In agricultural landscapes all over the world, honey bees are exposed to genetically modified (GM) pollen. Stacked Bt-maize varieties combine multiple Bt proteins against different insect taxa with herbicide resistance. To test for potential effects on non-target organisms, we conducted an in vitro larvae-rearing experiment where we fed increasing amounts of stacked Bt pollen to honey bee larvae. Bt pollen was equally well digested as two control maize varieties. No dose-dependent effects of Bt maize were detected in terms of survival and developmental delay. However, for prepupal weight we did find a dose-dependent response, suggesting a pleiotropic effect. Comparing this finding with the literature we conclude that the found effect is not likely to occur in a field situation. We could however show that dose-dependent effects are detectable. Our results underline the importance of testing dose-depending effects of GM plant material in an environmental risk assessment (ERA).
Titre de l'article
Test des effets dose-dépendants du pollen de maïs Bt compilé sur les larves d'abeilles mellifères élevées in vitro
Test des effets dose-dépendants du pollen de maïs Bt compilé sur les larves d'abeilles mellifères élevées in vitro
Introduction à l'article
Les cultures Bt sont les OGM les plus cultivés dans le monde. Une séquence nucléotidique leur permettant de synthétiser la toxine de Bacillus thurigiensis, a été ajoutée à leurs génomes. Ces variétés transgéniques produisent ainsi leur propre insecticide, les protéines Cry, qui causent principalement des ulcères digestifs chez les arthropodes, notamment au stade larvaire. Or les abeilles mellifères prélèvent souvent du pollen dans les plants de maïs pour s’en nourrir et pour produire une gelée protéique nécessaire à la croissance de leurs larves. Les abeilles pollinisatrices étant des espèces clés de voûte des écosystèmes, un éventuel effet délétère de la toxine Bt sur la croissance et la mortalité des larves pourraient avoir de graves conséquences écologiques. Les auteurs ont donc testé en laboratoire l'impact d'une dose croissante de protéine Cry sur la digestion et la croissance des larves d'abeilles.
Les cultures Bt sont les OGM les plus cultivés dans le monde. Une séquence nucléotidique leur permettant de synthétiser la toxine de Bacillus thurigiensis, a été ajoutée à leurs génomes. Ces variétés transgéniques produisent ainsi leur propre insecticide, les protéines Cry, qui causent principalement des ulcères digestifs chez les arthropodes, notamment au stade larvaire. Or les abeilles mellifères prélèvent souvent du pollen dans les plants de maïs pour s’en nourrir et pour produire une gelée protéique nécessaire à la croissance de leurs larves. Les abeilles pollinisatrices étant des espèces clés de voûte des écosystèmes, un éventuel effet délétère de la toxine Bt sur la croissance et la mortalité des larves pourraient avoir de graves conséquences écologiques. Les auteurs ont donc testé en laboratoire l'impact d'une dose croissante de protéine Cry sur la digestion et la croissance des larves d'abeilles.
Expériences de l'article
Les chercheurs ont élevé in vitro des abeilles mellifères issues de 11 lignées différentes non apparentées. Au cours du 3ème stade larvaire (J6 à J9), les différents lots ont reçu dans leur nourriture des concentrations différentes de pollen (1, 2, 5 ou 10 mg), de 5 types différents (pollen de maïs Bt, pollen de maïs d’une lignée isogénique non-transgénique proche de celle du maïs Bt, pollen d’une variété de maïs conventionnelle non-transgénique, pollen multifloral ou pollen de plante toxique). Après le dernier repas du 9ème jour, quelques larves par traitement ont été prélevées pour être disséquées. Les individus ont été classés dans 3 catégories en fonction du nombre de grains de pollens retrouvés dans les 2 chambres de leur tube digestif. Le taux de digestion et le poids des larves mesuré en fin d'expérience ont été analysés grâce à un modèle linéaire mixte. La mortalité a été comptabilisée et la taille des larves a été mesurée tout au long de l'expérience jusqu'à la pupation.
Les chercheurs ont élevé in vitro des abeilles mellifères issues de 11 lignées différentes non apparentées. Au cours du 3ème stade larvaire (J6 à J9), les différents lots ont reçu dans leur nourriture des concentrations différentes de pollen (1, 2, 5 ou 10 mg), de 5 types différents (pollen de maïs Bt, pollen de maïs d’une lignée isogénique non-transgénique proche de celle du maïs Bt, pollen d’une variété de maïs conventionnelle non-transgénique, pollen multifloral ou pollen de plante toxique). Après le dernier repas du 9ème jour, quelques larves par traitement ont été prélevées pour être disséquées. Les individus ont été classés dans 3 catégories en fonction du nombre de grains de pollens retrouvés dans les 2 chambres de leur tube digestif. Le taux de digestion et le poids des larves mesuré en fin d'expérience ont été analysés grâce à un modèle linéaire mixte. La mortalité a été comptabilisée et la taille des larves a été mesurée tout au long de l'expérience jusqu'à la pupation.
Résultats de l'article
Le pollen du maïs Bt n'a pas d'effet significatif sur le taux de survie, le taux de digestion et le taux de croissance des larves d'abeilles. La digestion des grains de pollen est inférieure à celle rapportée dans d'autres études, sans doute parce que le pollen n’a pas été prédigéré dans le jabot d’une abeille nourricière. Même si le pollen Bt est mieux digéré que les autres pollens, la quantité de protéines Cry absorbée est ainsi minimisée. Comparé au taux de croissance habituel, on observe un retard de développement des larves de l’expérience, vraisemblablement dû aux conditions d'élevage in vitro. Il existe par ailleurs un effet dose-dépendant négatif du pollen Bt sur le poids des larves avant pupaison mais des doses supérieures à 5 mg de pollen Bt ne sont probablement pas ingérées par les abeilles dans l'environnement. Ce retard de croissance pourrait d’ailleurs être lié à des qualités nutritionnelles plus faibles du pollen transgénique, sans lien avec une éventuelle toxicité.
Le pollen du maïs Bt n'a pas d'effet significatif sur le taux de survie, le taux de digestion et le taux de croissance des larves d'abeilles. La digestion des grains de pollen est inférieure à celle rapportée dans d'autres études, sans doute parce que le pollen n’a pas été prédigéré dans le jabot d’une abeille nourricière. Même si le pollen Bt est mieux digéré que les autres pollens, la quantité de protéines Cry absorbée est ainsi minimisée. Comparé au taux de croissance habituel, on observe un retard de développement des larves de l’expérience, vraisemblablement dû aux conditions d'élevage in vitro. Il existe par ailleurs un effet dose-dépendant négatif du pollen Bt sur le poids des larves avant pupaison mais des doses supérieures à 5 mg de pollen Bt ne sont probablement pas ingérées par les abeilles dans l'environnement. Ce retard de croissance pourrait d’ailleurs être lié à des qualités nutritionnelles plus faibles du pollen transgénique, sans lien avec une éventuelle toxicité.
Rigueur de l'article
Comme ils le soulignent, les auteurs ont nourri les larves d’abeille avec des grains de pollen, ce qui n’est pas représentatif de la réalité étant donné que ce sont les nourricières qui élèvent les larves en pré-digérant le pollen. Cela a pour effet de réduire considérablement l’absorption des protéines Cry dans l’expérience et de diminuer leur éventuelle toxicité. De plus, la concentration en protéines Cry dans le pollen est très variable d’un grain à un autre, et il est donc difficile de contrôler la dose ingérée. Globalement cette étude semble rigoureuse, même si l'expérience aurait mérité d'être prolongée après la pupation. En effet, bien que les stades larvaires soient particulièrement sensibles aux protéines Cry, c'est plus probablement une exposition chronique à ces toxines durant toute la vie de l'insecte qui peut à terme engendrer des effets délétères sur l'organisme et le comportement des abeilles adultes.
Comme ils le soulignent, les auteurs ont nourri les larves d’abeille avec des grains de pollen, ce qui n’est pas représentatif de la réalité étant donné que ce sont les nourricières qui élèvent les larves en pré-digérant le pollen. Cela a pour effet de réduire considérablement l’absorption des protéines Cry dans l’expérience et de diminuer leur éventuelle toxicité. De plus, la concentration en protéines Cry dans le pollen est très variable d’un grain à un autre, et il est donc difficile de contrôler la dose ingérée. Globalement cette étude semble rigoureuse, même si l'expérience aurait mérité d'être prolongée après la pupation. En effet, bien que les stades larvaires soient particulièrement sensibles aux protéines Cry, c'est plus probablement une exposition chronique à ces toxines durant toute la vie de l'insecte qui peut à terme engendrer des effets délétères sur l'organisme et le comportement des abeilles adultes.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude n’apporte pas des résultats particulièrement étonnant au regard de la littérature. En effet, la majorité des articles n’ont pas mis en évidence d’impact des protéines Cry sur le développement des pollinisateurs. Il semble plutôt qu’elles puissent davantage affecter la survie des abeilles adultes, même si les avis divergent. Ces travaux, insuffisants pour conclure sur les effets des variétés transgéniques Bt sur les abeilles, montrent à défaut qu’il est nécessaire d’évaluer les effets dose-dépendants des OGM sur les insectes non-cibles, notamment sur les pollinisateurs. Il existe une multitude de publications qui présentent des études en laboratoire similaires à celle-ci : les auteurs testent l’effet d’une molécule produite par une plante transgénique sur la fitness d’un insecte sans pouvoir reproduire les conditions environnementales. Il est ensuite difficile de projeter sur le terrain les résultats obtenus lors les différentes expériences réalisées en laboratoire.
Cette étude n’apporte pas des résultats particulièrement étonnant au regard de la littérature. En effet, la majorité des articles n’ont pas mis en évidence d’impact des protéines Cry sur le développement des pollinisateurs. Il semble plutôt qu’elles puissent davantage affecter la survie des abeilles adultes, même si les avis divergent. Ces travaux, insuffisants pour conclure sur les effets des variétés transgéniques Bt sur les abeilles, montrent à défaut qu’il est nécessaire d’évaluer les effets dose-dépendants des OGM sur les insectes non-cibles, notamment sur les pollinisateurs. Il existe une multitude de publications qui présentent des études en laboratoire similaires à celle-ci : les auteurs testent l’effet d’une molécule produite par une plante transgénique sur la fitness d’un insecte sans pouvoir reproduire les conditions environnementales. Il est ensuite difficile de projeter sur le terrain les résultats obtenus lors les différentes expériences réalisées en laboratoire.
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