Aspekty biologiczne modyfikacji
Bawełna, choć nie jest rośliną powszechnie stosowaną w produkcji żywności (wyjątkiem jest olej z nasion bawełny i śruta używana w paszach), należy do czołowych upraw GMO na świecie ze względu na ogromne znaczenie gospodarcze włókna bawełnianego. Główne modyfikacje genetyczne bawełny koncentrują się na odporności na owady, szczególnie na larwy motyli (Helicoverpa i pokrewne) atakujące torebki nasienne, czyli formujące się puszki bawełny. Pierwsze odmiany Bt bawełny wprowadzone pod koniec lat 90. zawierały gen Cry1Ac z Bacillus thuringiensis, dzięki czemu roślina wytwarzała w liściach i tkankach zielonych białko toksyczne dla gąsienic takich jak spodkówka bawełnówka czy Helicoverpa armigera (główne szkodniki bawełny) ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC). W efekcie larwy żerujące na bawełnie Bt giną po spożyciu rośliny, co chroni plon (włókno) przed uszkodzeniem. Kolejne generacje bawełny GMO dodawały następne geny Bt (np. Cry2Ab), tworząc odmiany dwugenowe, by rozszerzyć spektrum ochrony i zapobiegać uodparnianiu się szkodników. Równolegle pojawiły się modyfikacje nadające tolerancję na herbicydy w bawełnie – analogicznie jak w soi czy kukurydzy, wprowadzono gen CP4 EPSPS dla odporności na glifosat oraz gen bar dla odporności na glufosynat. Wiele dostępnych komercyjnie nasion bawełny GMO łączy obie cechy: odporność na owady i na herbicyd (np. odmiany Bollgard II RR firmy Monsanto).
Z biologicznego punktu widzenia, mechanizmy działania genów Bt i HT w bawełnie są takie same jak opisane wcześniej: toksyna Bt powoduje perforację jelit szkodników (w tym przypadku głównie gąsienic motyli nocnych) ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ), zaś tolerancja herbicydowa wynika z obecności bakteryjnego enzymu niewrażliwego na dany herbicyd lub go rozkładającego (Herbicide Tolerance Technology: Glyphosate and Glufosinate | ISAAA.org) (Herbicide Tolerance Technology: Glyphosate and Glufosinate | ISAAA.org). Bawełna jest rośliną częściowo samopylną, ale może też być zapylana krzyżowo przez owady; jednak nie ma żadnych dzikich krewniaków (w odróżnieniu np. od rzepaku), więc ucieczka genów do środowiska nie budzi większych obaw. Jedyna kwestia dotyczyła potencjalnego przepływu transgenu do innych odmian bawełny na polach sąsiadów – co regulacyjnie rozwiązano podobnie jak w kukurydzy (zalecenia co do izolacji lub buforów, jeśli zachodzi potrzeba).
Nowatorską modyfikacją w bawełnie, niezwiązaną bezpośrednio z plonem włókna, było opracowanie bawełny o jadalnych nasionach. Nasiona bawełny zawierają toksyczny gossypol, który czyni je niestrawnymi dla ludzi i większości zwierząt (oprócz przeżuwaczy). Naukowcy zastosowali technikę GMO by wyciszyć gen odpowiedzialny za syntezę gossypolu w nasionach (przy zachowaniu jego produkcji w innych częściach rośliny dla obrony przed szkodnikami). Tak powstała Ultra-Low Gossypol Cottonseed (ULGC) – bawełna o nasionach nadających się do spożycia, co potencjalnie tworzy nowe źródło białka. USDA zatwierdziło tę odmianę w 2018 r., jednak na razie nie jest szeroko uprawiana, więc pozostaje ciekawostką ilustrującą możliwości GMO wykraczające poza klasyczne cechy agronomiczne.
Aspekty agronomiczne
Bt-bawełna okazała się przełomem agronomicznym w regionach uprawy tej rośliny. Tradycyjnie bawełna była jednym z najbardziej chemizowanych pestycydowo upraw – niektóre pola musiały być opryskiwane insektycydami nawet kilkanaście razy w sezonie, aby zwalczyć ciągłe naloty gąsienic (tak było np. w Chinach czy Indiach) ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ). Wprowadzenie odmian Bt drastycznie zmniejszyło tę potrzebę. Przykładowo, w Chinach przed GMO wykonywano 15–20 oprysków insektycydami na sezon, a po adopcji bawełny Bt liczba oprysków spadła zwykle do 2–5 ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ). Podobne efekty zaobserwowano w Indiach, gdzie już kilka lat po dopuszczeniu (2002) Bt-bawełna objęła znaczną część areału: zużycie chemicznych insektycydów w uprawie bawełny zmniejszyło się tam o ok. 40–50%, a plony wzrosły nawet dwukrotnie w porównaniu z poziomem sprzed wprowadzenia GMO ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ) ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ). Wiele badań terenowych wskazuje, że dominujący skutek agronomiczny Bt-bawełny to ochrona plonu przed zjedzeniem – mniej torebek bawełny odpada czy gnije z powodu uszkodzeń przez larwy, co wprost zwiększa wydajność z hektara. Szacunki globalne przypisują uprawom bawełny GMO (głównie Bt) znaczący wzrost produkcji bawełny w krajach takich jak Indie, Chiny, Pakistan czy Afryka Subsaharyjska, co przełożyło się również na większy eksport z niektórych z tych państw.
Herbicydoodporna bawełna dała rolnikom narzędzie do łatwiejszego opanowania chwastów, choć efekt ten jest nieco mniej nagłośniony niż w przypadku soi czy kukurydzy, ponieważ bawełna jest uprawą rzędową z dość szerokim rozstawem, co pozwalało i tak na mechaniczne pielenie lub stosowanie różnych herbicydów. Niemniej Roundup Ready cotton uprościła systemy uprawy, szczególnie w USA i Australii, gdzie duże pola bawełny mogły być teraz opryskane glifosatem bez ryzyka uszkodzenia roślin uprawnych. Pozwoliło to na szersze stosowanie uprawy bezorkowej także w rejonach uprawy bawełny (np. Teksas), co ma pozytywny wpływ na glebę. Podobnie jak w innych roślinach, nadużywanie jednego herbicydu doprowadziło do powstania populacji odpornych chwastów (np. amarantusa). To zmusiło rolników do sięgania po inne środki (przez pewien czas w USA ponownie zaczęto stosować starsze herbicydy, a ostatecznie wprowadzono odmiany bawełny odporne również na nowe herbicydy, np. dicambę czy 2,4-D, aby poradzić sobie z opornymi chwastami).
Jednym z obserwowanych zjawisk agronomicznych przy uprawie bawełny Bt było pojawienie się tzw. szkodników wtórnych. Gdy wyeliminowano głównych sprawców zniszczeń (gąsienice motyli), nasilić się mogą inne, wcześniej drugorzędne szkodniki, np. pluskwiaki ssące (mszyce, miodówki) czy wciornastki. Rolnicy musieli nauczyć się monitorować i te agrofagi – czasem konieczne są opryski przeciw nim, ale ogólny poziom zużycia pestycydów i tak pozostaje niższy niż w erze przed Bt. W Indiach np. odnotowano wzrost presji ze strony szkodników zwanych ścierwnicami (dusza czepna) i nasilenie wirusów przenoszonych przez owady ssące, co wymagało pewnych dodatkowych zabiegów. Jednak badania wykazały, że korzyści netto z Bt-bawełny i tak pozostają bardzo wysokie – nawet po uwzględnieniu okazjonalnych oprysków na szkodniki wtórne, plon i tak jest znacznie lepiej zabezpieczony niż wcześniej.
W niektórych krajach, np. w Burkinie Faso w Afryce, ciekawym problemem okazała się jakość włókna. Tamtejsi rolnicy początkowo chętnie przyjęli bawełnę Bt ze względu na plon i mniejsze zużycie pestycydów, ale po kilku latach zgłosili, że zebrane włókno miało nieco gorsze parametry (krótsze i bardziej kruche włókna) w porównaniu do tradycyjnych odmian, co obniżyło cenę na rynku. Okazało się, że winne były użyte lokalne odmiany jako bazy genetycznej – modyfikacja Bt została wprowadzona w odmianę dającą słabsze włókno. W efekcie Burkina Faso zdecydowała się tymczasowo wycofać uprawy GMO i powrócić do hodowli odmian ulepszonych tradycyjnie, co pokazuje, że aspekty agronomiczne to nie tylko ochrona plonu, ale i jego jakość. Przypadek ten podkreśla potrzebę uwzględnienia lokalnych warunków i cech przy implementacji GMO.
Generalnie jednak bawełna GMO jest uznawana za wielki sukces agronomiczny. W Indiach plony bawełny od wprowadzenia odmian Bt (2002) do końca dekady prawie się podwoiły, co wielu analityków w dużej mierze przypisuje właśnie skuteczniejszej ochronie przed różowieniem torebek (larwami) i mniej stresowi roślin w wyniku stosowania chemii. W Stanach Zjednoczonych natomiast bawełna GMO pomogła zwalczyć kukurecznika czarno-głowego (bollworm) i równika różowiaczka (pink bollworm), co wcześniej wymagało intensywnych programów zwalczania – według USDA technologia Bt przyczyniła się do “uratowania” produkcji bawełny np. w Alabamie, gdzie szkodniki zdziesiątkowały plony w latach 80. i 90. (GMO Crops, Animal Food, and Beyond | FDA). Dzięki GMO znów stało się to opłacalne (GMO Crops, Animal Food, and Beyond | FDA).
Aspekty społeczne i regulacyjne
Choć bawełna nie trafia bezpośrednio na talerze konsumentów (poza wspomnianym olejem i produktami pochodnymi), jej genetyczna modyfikacja również wzbudziła społeczne emocje – głównie w krajach rozwijających się, gdzie bawełna jest ważnym źródłem dochodu dla milionów drobnych rolników. W Indiach dyskusja o bawełnie Bt nabrała nawet wymiaru społeczno-politycznego: pojawiły się twierdzenia, jakoby bawełna GMO doprowadzała rolników do ruiny i fali samobójstw. Postać znanej aktywistki Vandany Shivy stała się symbolem sprzeciwu – argumentowała ona, że rolnicy zadłużają się na zakup drogich nasion Bt, a gdy plony zawodzą np. z powodu suszy, popadają w rozpacz. Niemniej liczne badania naukowe i dane rządowe nie potwierdziły wzrostu samobójstw wskutek GMO – wskaźniki te były wysokie już wcześniej z powodu ogólnej trudnej sytuacji rolnictwa, a po wprowadzeniu bawełny Bt nawet spadły w regionach, gdzie plony i dochody wzrosły ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ) ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ).
Społecznie, bawełna Bt często bywa akceptowana łatwiej niż inne GMO, co widać na przykładzie Afryki: kilka państw (Burkina Faso, Sudan, Eswatini) zdecydowało się dopuścić uprawę Bt-bawełny, choć nadal blokują GMO w innych uprawach. Wynika to z faktu, że bawełna jest przede wszystkim produktem eksportowym (włókno na przemysł tekstylny), więc nie budzi tylu obaw o zdrowie konsumentów. Dodatkowo, poprawa losu rolników uprawiających bawełnę jest postrzegana jako cel społecznie pożądany – w Indiach przez długi czas rząd wspierał dystrybucję nasion Bt wśród drobnych farmerów, widząc w tym szansę na zwiększenie ich dochodów i ograniczenie ubóstwa na obszarach wiejskich ( Genetically modified foods: safety, risks and public concerns—a review – PMC ).
Regulacyjnie, bawełna GMO podlega takim samym ocenom bezpieczeństwa środowiskowego jak inne uprawy. Tutaj kluczowe było zbadanie wpływu na nieszkodliwe owady (np. zapylacze, drapieżników polujących na szkodniki). Okazało się, że mniejsze stosowanie chemicznych insektycydów w bawełnie Bt jest korzystne dla pożytecznych owadów – np. populacje biedronek, pająków czy pożytecznych os w Chinach zwiększyły się, bo nie były przypadkowo trute opryskami, a toksyna Bt na nie nie działa ( Genetically modified foods: safety, risks and public concerns—a review – PMC ). To przyniosło pewien nieoczekiwany plus: kontrola szkodników w uprawach sąsiadujących także się poprawiła. W okolicach pól Bt zaobserwowano efekt halo – mniej szkodników również na plantacjach nie-GMO, dzięki temu że ogólna presja szkodnika w regionie spadła. Ten aspekt – pozytywny wpływ GMO na środowisko przez redukcję chemikaliów – jest czasem podkreślany w dyskursie społecznym, przeciwstawiając narracji o “nienaturalności” GMO.
W kontekście społeczno-ekonomicznym, bawełna GMO uwidoczniła temat praw patentowych i piractwa nasiennego. W Indiach początkowo Monsanto (właściciel technologii Bt) licencjonowało gen lokalnym firmom nasiennym, ale ceny nasion były wysokie. Pojawił się czarny rynek – nielegalne nasiona Bt (tzw. „Bt brinjal” w slangu rolników) wcześniej niż oficjalne odmiany, co wskazuje na oddolny popyt na tę technologię. Rząd indyjski finalnie uregulował maksymalne ceny nasion Bt, starając się równoważyć interesy rolników i firm. Ten przypadek uczy, że wdrażanie GMO w krajach rozwijających się wymaga wrażliwości na możliwości finansowe drobnych farmerów i ich edukacji w zakresie poprawnego korzystania z nasion (np. żeby nie zostawiali części pola jako refugium, co wielu z początku ignorowało, przyczyniając się do powstawania odporności owadów).
Aspekty ekonomiczne
Ekonomicznie, uprawa bawełny GMO okazała się opłacalna do tego stopnia, że obecnie ponad 3/4 globalnego areału bawełny stanowią odmiany GMO. Dla rolników oznacza to znaczną poprawę wyników finansowych. Szacunki wskazują, że w latach 1996–2020 uprawa bawełny GM przyniosła łącznie około 70,6 mld USD dodatkowego dochodu producentom na świecie ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ). Średni zysk farmera z hektara bawełny Bt wzrósł o ok. 209 $/ha ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC )– co jest ogromną kwotą, zważywszy że wiele upraw tradycyjnych dawało wcześniej minimalne marże. W krajach rozwijających się te przychody z bawełny przełożyły się na poprawę bytu setek tysięcy gospodarstw. Na przykład dochody drobnych rolników w Indiach uprawiających Bt wzrosły istotnie, co ekonomowie powiązali z inwestycjami w lepsze nasiona, edukację dzieci, spłatę długów itp. – jednym słowem, z bawełny transgenicznej płynął strumień gotówki na obszary wiejskie, które wcześniej często były w stagnacji.
Z czego wynikają te zyski? Jak już omówiono, głównie ze wzrostu plonów i w mniejszym stopniu z oszczędności na pestycydach. W przeciwieństwie do soi, gdzie kluczowe były redukcje kosztów, w bawełnie aż 84% efektu finansowego to zasługa wyższych zbiorów dzięki mniejszym stratom, a tylko ok. 16% to oszczędności na opryskach ( Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996-2020 – PMC ). Oczywiście, rolnik musi zapłacić za nasiona – a te są drogie. W latach 2000. w Indiach wybuchały dyskusje nad cenami licencyjnymi: rząd stanu Andhra Pradesh nawet czasowo ograniczył cenę, twierdząc że firma za dużo żąda. Niemniej nawet pomniejszone o koszt nasion, przychody netto rolników rosły. Analiza z 2011 r. wykazała, że indyjski rolnik płacił ok. 4 razy więcej za nasiona Bt niż za tradycyjne, ale jego zysk z hektara wzrastał około 2,5 raza – więc i tak było warto. W USA czy Australii, gdzie gospodarstwa są większe, kalkulacje również wyszły na korzyść GMO, bo oszczędności na chemikaliach i pracy przekroczyły wyższe koszty nasion.
W skali makroekonomicznej, większa produkcja bawełny (np. Indie z importera stały się eksporterem surowej bawełny po 2005 r. dzięki skokom plonów) wpłynęła na ceny światowe włókna. Ceny bawełny utrzymywały się przez długi czas na raczej niskim poziomie, co korzystnie odbiło się na przemyśle tekstylnym – producenci odzieży korzystali z obfitości surowca. Można zatem powiedzieć, że część korzyści z rewolucji GMO w bawełnie „przejął” sektor przemysłowy i konsumenci (niższe ceny ubrań z bawełny). Z drugiej strony, niektóre kraje afrykańskie, które nie wprowadziły GMO (np. Benin, który nałożył moratorium), mogły tracić konkurencyjność – ich plony pozostały niższe, a koszty wyższe, przez co ich bawełna była droższa. To rodzi pytanie o sprawiedliwość: czy brak dostępu do technologii nie pogłębia nierówności. Dlatego organizacje międzynarodowe (np. USAID) promowały udostępnienie nasion Bt-bawełny również biedniejszym krajom, na korzystnych licencjach.
Bawełna jest ciekawym przypadkiem również dlatego, że jest to towar regulowany systemem kwot i dopłat (np. USA dotują swoich producentów). Wejście GMO poprawiło wydajność, co przy stałych dopłatach mogło początkowo prowadzić do nadprodukcji. WTO zajmowała się np. skargą Brazylii na subsydia USA – argumentowano, że amerykańska bawełna (w większości GMO) zalewa rynek dzięki sztucznemu wsparciu. Tu GMO jest tłem, ale warto zauważyć, że każda technologia zwiększająca plon może potęgować takie napięcia, jeśli polityka handlowa za tym nie nadąża.
Dla pojedynczego rolnika jednak kwestie globalne nie są tak ważne; liczy się jego rachunek ekonomiczny. A ten – jak potwierdzają badania – jest dla bawełny GMO korzystny. Nic dziwnego zatem, że adopcja tej technologii przekroczyła 95-99% we wszystkich głównych krajach uprawy (USA, Indie, Chiny, Brazylia, Pakistan, Australia) (GMO Crops, Animal Food, and Beyond | FDA). Nawet w latach, gdy ceny bawełny spadały, rolnicy trwali przy nasionach Bt, bo w przeciwnym razie spadek plonu lub konieczność większych nakładów jeszcze pogorszyłaby ich sytuację. Wydaje się zatem, że w sektorze bawełny GMO znalazło trwałe miejsce, a ewentualne przyszłe zmiany mogą dotyczyć raczej nowych cech (np. poprawa jakości włókna obok odporności na szkodniki) niż powrotu do konwencjonalnych odmian.