Maïs Bt

Les maïs Bt sont des variétés de maïs qui ont été modifiées génétiquement par l'ajout du gène leur conférant une résistance aux principaux insectes nuisibles du maïs, entre autres une pyrale : la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis. Le terme Bt fait référence au Bacillus thuringiensis dont on a extrait le gène codant la toxine Cry1Ab [1]. En 2009, la surface totale de maïs transgénique Bt (Bt uniquement ou Bt/HT combinant le caractère Bt et la tolérance à un herbicide, le glyphosate), occupe 40,4 millions d'hectares, correspondant à 37 % de la surface totale d'OGM cultivés dans le monde[2].

Insectes combattus

La pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) est répandue en Europe et en Amérique du Nord (où elle est appelée European Corn Borer, le « foreur européen du maïs »). C'est le principal insecte nuisible du maïs. La chenille creuse des galeries dans les tiges et dans les épis. Plus récemment, plusieurs espèces de coléoptères du genre Diabrotica sont devenus d'importants insectes nuisibles en Amérique du Nord. Leurs larves vivent sur les racines du maïs. Produisant biologiquement une protéine toxique pour ces insectes, les maïs Bt sont donc épargnés par la pyrale, la sésamie et certaines versions à chrysomèle.

Différence entre insecticides et OGM résistant aux insectes

Avantages

L'efficacité et l'impact d'un OGM par rapport à un traitement insecticide classique sont totalement différents. L'efficacité est très largement supérieure [réf. nécessaire]:

  • La plante elle-même produit la toxine qui bloque la digestion des insectes cibles: la totalité de la plante est protégée là où un traitement (hors néonicotinoïdes, très couteux et réservé au traitement de semence) ne permet qu'une protection de surface et doit être renouvelé plusieurs fois.
  • La sélectivité du traitement est très supérieure [réf. nécessaire] : chaque variante de la molécule BT ne vise qu'une famille d'insectes mais nous ignorons l'impact de leur effets cumulés dans l'environnement.

L'impact sur l'environnement est donc réduit [réf. nécessaire] :

  • moins de CO2 car moins de passage d'engin ni de pulvérisation de traitements contre la pyrale. Mais cela n’empêche pas la pulvérisation de fongicides pour se débarrasser des champignons, de divers herbicides, ou d'insecticides ciblant d'autres insectes que la pyrale.
  • Pas d'impact sur de nombreux auxiliaires comme les Chrysoperla rufilabris[3], les trichogrammes[4] et plus généralement les insectes auxiliaires[5]

Inconvénients
  • Selon une étude réalisée par l'université de Chicago, il peut avoir des effets sur la faune des rivières : si une partie des déchets de la plante tombe dans l'eau, elle peut entraîner la mort de la grande phrygane, insecte important pour la faune des cours d'eau (Rosi-Marshall, E.J., Tank, J.L., Royer, T.V., Whiles, M.R., Evans-White, M., Chambers, C.,Griffiths, N.A., Pokelsek, J. & Stephen, M.L. 2007. Toxins in transgenic crop byproducts may affect headwater stream ecosystems. Proceedings National Academy Sciences 41: 16204–16208)[6]. À noter que cette étude ne compare pas le risque avec un maïs non OGM traité.
  • Des études montrent qu’une exposition prolongée au pollen de maïs Bt affecte le comportement [7] et la survie du papillon monarque (Danaus plexippus)[8]
  • Les plantes Bt génétiquement modifiées sont néfastes [9] pour des insectes importants dans le contrôle naturel des ravageurs du maïs, comme la chrysope verte[10]. Dans l’Union européenne, comme ailleurs, l’évaluation des risques environnementaux des cultures Bt prend uniquement en compte la toxicité aiguë directe sans évaluer les effets sur les organismes situés plus haut dans la chaîne alimentaire. Ainsi, la chrysope verte souffre de la toxicité des cultures Bt à travers les proies dont elle se nourrit.
  • Les racines des plantes sont poreuses. De nombreuses cultures Bt sécrètent leur toxine de la racine vers le sol [11]. Les résidus restant dans le champ contiennent de la toxine Bt active[12]. Les effets cumulés sur le long terme de la culture de maïs Bt n’ont pas été évalués dans le contexte européen, bien que cela soit requis par la législation Européenne (Directive 2001/18) [13].
  • La toxine insecticide Bt a des effets sur la santé humaine. Pour plus de détails, lire la partie "Risques Sanitaires"

Transformation

La bactérie du sol Bacillus thuringiensis produit, une protéine du nom de Cry1Ab à laquelle les chenilles de la pyrale du maïs sont très sensibles. Cry1Ab est également efficace contre des chenilles d'autres espèce de lépidoptères, mais, par contre, ne possède aucun effet connu sur d'autres organismes vivants.

Le premier produit commercial contenant une des protéines insecticides produites par Bacillus thuringiensis, la Bactospéine, fut mise au point en 1959 pour lutter contre les chenilles de lépidoptères[14]. La Bactospéine est composée de bactéries Bacillus thuringiensis qui tuent les chenilles qui l'ingèrent. La bactérie, une fois qu'elle a infecté la chenille produit la protéine Bt. Cette protéine "Bt" agit en se fixant sur des récepteurs situés au niveau de l'intestin de certaines chenilles, ce qui produit une paralysie intestinale. La chenille sensible s'arrête de consommer et finit par mourir de faim. Ces bactéries sont utilisées pour lutter contre la pyrale du maïs, en agriculture biologique : c'est ce qu'on appelle la lutte intégrée.

Pour obtenir un maïs transgénique "Bt", il faut modifier le code génétique d'un maïs conventionnel. On introduit dans ce dernier un ou plusieurs gènes issus de la bactérie (ceux permettant la synthèse de Cry1Ab). Ainsi, le maïs Bt va produire lui-même, durant toute sa vie, la protéine insecticide Bt. (plus besoin de la bactérie Bacillus thuringiensis). Cette transformation peut éventuellement être accompagnée d'autres types de modifications génétiques (tolérance à un herbicide par exemple). A la différence de la technique dite de lutte intégrée, la plante transgénique contient en elle la toxine Bt, qui sera ingérée par le consommateur.

Il existe d'autres protéines de B. thuringiensis actives contre les coléoptères Diabrotica sp. (protéines Cry34Ab1, Cry35Ab1, Cry3Bb1, etc.).

Développement des variétés

Des variétés de maïs transgénique résistantes à la pyrale et/ou aux Diabrotica sp. ont été mises au point par des firmes privées, et sont autorisées et cultivées aux États-Unis depuis 1995.

Le , la France a autorisé les cultures de certaines variétés de maïs Bt résistantes à la pyrale et ces variétés ont été inscrites, une première pour un OGM, au catalogue officiel des espèces et variétés, décision annulée provisoirement en septembre de la même année par le Conseil d'État, puis rétablie en octobre 2000.

Controverses
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Développement de résistance

Une partie du monde scientifique et agronomique ainsi que les écologistes et opposants aux OGM s'inquiètent du développement de résistance des pyrales à ces toxines spécifiques[15],[16]. La prolifération de pyrales résistantes à la toxine rendrait inefficace la méthode classique de traitement anti-pyrale via la bactérie Bacillus thuringiensis.

Pour ralentir l'apparition de telles résistances, la législation impose de mélanger les semences OGM avec des semences classique (20 % de la surface semée doit être dédiée à du maïs non-OGM). Ces zones dites « refuges » accueillent des pyrales sensibles à la toxine et capables de se croiser avec leurs éventuels voisins résistants, ce qui produit des hybrides qui sont tués lorsqu'ils pondent sur le maïs Bt.

Toutefois, cette « précaution » apparente a été formulée par l'administration nord-américaine et transposée en Europe contre l'expertise scientifique de plusieurs organismes qui préconisaient généralement des zones refuges de plus grandes dimensions, et ce particulièrement si ces zones refuges doivent recevoir un traitement insecticide classique. Actuellement, non seulement la surface refuge légale est inférieure à ce qui était préconisé par les comités scientifiques, mais en plus les recherches conduites par les firmes semencières tendent à inclure un traitement des zones refuges (traitement chimique ou biologique). [réf. souhaitée]

De plus, de récent travaux de l'INRA[17] ont montré que la pyrale se déplace peu, ce qui remet en question cette méthode de lutte contre la résistance. Les semenciers s'efforcent de « mettre à jour » leurs semences avec l'adjonction d'autres protéines actives sur la pyrale (Cry1Ac par exemple) et aussi de faire produire de fortes concentrations de protéine insecticide de façon à ralentir la survenue de résistance.[réf. souhaitée] Néanmoins, personne ne considère que ces OGM constituent une solution permanente qui ne sera pas un jour remise en question par le développement de résistance par l'insecte.

En 2011, des chercheurs de l'université de l'Iowa ont confirmé que la chrysomèle des racines du maïs était devenue résistante à la toxine bt Cry3Bb1[18],[19]et mCry3A,. Il y a également eu apparition de résistances croisées entre ces deux toxines (Gassmann et al., 2013)[20].

En 2013, une équipe de chercheurs de l’Institut de recherche pour le développement (IRD) en France, de l'université du Nord-Ouest en Afrique du Sud, et du Centre international de physiologie et d'écologie des insectes (ICIPE) au Kenya ont montré une nouvelle forme de résistance chez les chenilles de Busseola fusca. Cette résistance est dominante génétiquement, rendant de facto la stratégie de zones refuges inopérante[21],[22],[23].

En revanche le maintien d'une population d'auxiliaires participe à la maîtrise de résistance aux protéines Bt: des travaux sur le brocoli montrent que l'apparition de résistance est bien contrôlé à un niveau acceptable dans un champ OGM contenant des zones refuges non traitées grâce à l'action des auxiliaires qui maintiennent une pression de sélection sur le ou les ravageurs visés par le Bt[24].

Contamination

Une autre inquiétude des écologistes est le mélange avec des semences classiques[25], via les croisements, qui rendrait impossible la coexistence avec d'autres types d'agricultures, comme l'agriculture biologique (qui proscrit l'usage d'OGM).

Les apiculteurs de l'Union nationale de l'apiculture française (UNAF) affirment quant à eux que la contamination du miel par les grains de pollen issu d'OGM entraînerait automatiquement son classement comme denrée impropre à la consommation, par application de la réglementation européenne sur la dissémination des OGM. C'est entre autres grâce à leur lobbying que le gouvernement décide de prolonger l'interdiction de la culture du maïs MON 810 de Monsanto[26],[27]. Le SPMF (Syndicat des Producteurs de Miel de France) considère lui, que la contamination du miel via le pollen est une vue de l'esprit, étant donné le faible nombre de grains de pollen présents dans le miel, bien inférieur à la limite des 0,9 % pour les OGM autorisés dans l'Union européenne [28].

Risques sanitaires

Les cultures OGM peuvent potentiellement provoquer bien plus de réactions allergiques que les cultures issues de croisements conventionnels[29].

Une étude canadienne publiée dans le journal Reproductive Toxicology [30] a identifié la présence de la toxine Bt dans le sang des mères et des fœtus. L'étude a conclu que la protéine insecticide Bt traverse la barrière du placenta. D'autres études ont lié la toxine Bt au cancer et à l'endommagement des cellules du rein et d'autant plus fortement quand la toxine est associée au désherbant Roundup (glyphosate)[31].

Les producteurs d’OGM utilisent des gènes de résistance aux antibiotiques pour sélectionner les cellules végétales ayant intégré le transgène à exprimer (on parle de gène marqueur). Ces gènes, qui se retrouvent dans la plante qui sera consommée, posent donc question car leur utilisation pourrait induire le développement d’une résistance généralisée aux antibiotiques[32].

Alternatives

Pour les agronomes opposés à ce maïs, la meilleure solution pour lutter contre la pyrale est l'usage des insecticides, la limitation de la monoculture et l'usage de la rotation des cultures qui permettrait de casser le cycle de vie de la pyrale (bien que la pyrale attaque d'autres plantes comme le haricot, les dégâts sont bien moindres et la chose est relativement facile à mettre en place). Cette solution est difficile à envisager dans des zones où la maïs est la seule culture possible. Par exemple, la culture biologique du maïs se fait en veillant à la rotation des cultures, mais avec des rendements presque deux fois plus faible. La lutte biologique avec le trichogramme (guêpe parasitoïde très spécifique) est très efficace mais uniquement contre la pyrale. Environ 100 000 ha sont traités de cette façon en France.[réf. nécessaire]

Notes et références
  1. Fiche Uniprot/Swissprot : cry1Ab (en).
  2. James, C., « ISAAA Brief 41, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2009 », ISAAA, Ithaca, New York, (consulté le )
  3. (en) Anthony M Shelton, « Bt crops producing Cry1Ac, Cry2Ab and Cry1F do not harm the green lacewing, Chrysoperla rufilabris - PubMed », PloS one, vol. 8, no 3,‎ , e60125 (ISSN 1932-6203, PMID 23544126, DOI 10.1371/journal.pone.0060125, lire en ligne, consulté le ).
  4. http://www.bulletinofinsectology.org/pdfarticles/vol60-2007-049-055wang.pdf
  5. http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162007000300006&script=sci_arttext
  6. (en) Toxins in transgenic crop byproducts may affect headwater stream ecosystems sur Proceedings of the National Academie of Sciences (PNAS)
  7. Prasifka, P.L., Hellmich, R.L., Prasifka, J.R. & Lewis, L.C. 2007. Effects of Cry1Ab-expressing corn anthers on the movement of monarch butterfly larvae. Environ Entomolology 36:228-33
  8. Dively, G.P., Rose, R., Sears, M.K., Hellmich, R.L. Stanley-Horn, D.E. Calvin, D.D. Russo, J.M. & Anderson, P.L.. 2004. Effects on monarch butterfly larvae (Lepidoptera: Danaidae) after continuous exposure to Cry1Ab expressing corn during anthesis. Environmental Entomology 33: 1116-1125.
  9. Andow, D.A. and A. Hilbeck. 2004. Science-based risk assessment for non-target effects of transgenic crops. Bioscience 54: 637-649
  10. Obrist, L.B., Dutton, A., Romeis, J. & Bigler, F. 2006. Biological activity of Cry1Ab toxin expressed by Bt maize following ingestion by herbivorous arthropods and exposure of the predatorChrysoperla carnea. BioControl 51: 31-48 Andow, D.A. and A. Hilbeck. 2004. Science-based risk assessment for non-target effects of transgenic crops. Bioscience 54: 637-649.Obrist, L.B., Dutton, A., Romeis, J. & Bigler, F. 2006. Biological activity of Cry1Ab toxin expressed by Bt maize following ingestion by herbivorous arthropods and exposure of the predator Chrysoperla carnea. BioControl 51: 31-48.Harwood, J.D., Wallin, W.G. & Obrycki, J.J. 2005. Uptake of Bt endotoxins by non-target herbivores and higher order arthropod predators: molecular evidence from a transgenic corn agroecosystem. Molecular Ecology 14: 2815-2823.Lövei, G.L. & Arpaia, S. 2005.The impact of transgenic plants on natural enemies: a critical review of laboratory studies. Entomologia Experimentalis et Applicata 114: 1–14, 2005
  11. Saxena, D., Flores, S. & Stotzky, G. 2002. Bt toxin is released in root exudates from 12 transgenic corn hybrids representing three transformation events. Soil Biology and Biochemistry 34: 133-137.
  12. Flores, S., Saxena, D & Stotzky, G. 2005. Transgenic Bt plants decompose less in soil than non- Bt plants. Soil Biology and Biochemistry 37: 1073-1082. Stotzky, G. 2004. Persistence and biological activity in soil of the insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis, especially from transgenic plants. Plant and Soil 266: 77-89. Zwahlen, C. Hilbeck, A. Gugerli, P. & Nentwig, W. 2003. Degradation of the Cry1Ab protein within transgenic Bacillus thuringiensis corn tissue in the field. Molecular Ecology 12: 765-775.
  13. Directive 2001/18/EC du Parlement Européen et du Conseil, du 12 mars 2001, relative à la dissémination volontaire d'organismes génétiquement modifiés dans l'environnement. Voir alinéas 19, 20 et annexe II : « L'évaluation des risques pour l'environnement doit également comporter comme principe général une analyse des «effets cumulés à long terme» liés à la dissémination et à la mise sur le marché. Les «effets cumulés à long terme» font référence à l'effet qu'aurait l'accumulation d'autorisations sur la santé humaine et l'environnement, notamment sur la flore et la faune, la fertilité du sol, la dégradation de matériaux organiques par le sol, la chaîne alimentaire humaine ou animale, la diversité biologique, la santé animale et les problèmes liés à la résistance aux antibiotiques. »
  14. Maud Buisine, « La lutte biologique : qu'en pensez-vous ? », Dossiers de l'environnement de l'INRA, no 19 (1999)
  15. « Pyrale du maïs : la gestion de la résistance aux toxines produites par le maïs transgénique Bt »
  16. (en) Ambroise Dalecky, Sergine Ponsard, Richard I. Bailey, Céline Pélissier et Denis Bourguet, « Resistance Evolution to Bt Crops: Predispersal Mating of European Corn Borers », PLOS Biology, Public Library of Science, vol. 4, no 6,‎ , e181 (ISSN 1545-7885, DOI 10.1371/journal.pbio.0040181, lire en ligne)
  17. Gestion de la résistance aux toxines produites par le maïs transgénique Bt.
  18. Maïs OGM Monsanto : premiers signes d’une résistance de la chrysomèle sur futura-sciences
  19. (en) Aaron J. Gassmann, Jennifer L. Petzold-Maxwell, Ryan S. Keweshan, Mike W. Dunbar, « Field-Evolved Resistance to Bt Maize by Western Corn Rootworm », PLoS One,‎ (DOI 10.1371/journal.pone.0022629).
  20. (en) Gassmann, « Field-evolved resistance by western corn rootworm to multiple Bacillus thuringiensis toxins in transgenic maize », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences,‎
  21. « Des chenilles africaines résistent au maïs OGM », sur ird.fr, IRD,
  22. « Un papillon met en échec les maïs OGM Bt », sur {Sciences²},
  23. (en) Pascal Campagne, Marlene Kruger, Rémy Pasquet, Bruno Le Ru et Johnnie Van den Berg, « Dominant Inheritance of Field-Evolved Resistance to Bt Corn in Busseola fusca », PLOS ONE, Public Library of Science, vol. 8, no 7,‎ , e69675 (ISSN 1932-6203, DOI 10.1371/journal.pone.0069675, lire en ligne)
  24. Liu X, Chen M, Collins HL, Onstad DW, Roush RT, et al. (2014) Natural Enemies Delay Insect Resistance to Bt Crops. PLoS ONE 9(3): e90366. doi:10.1371/journal.pone.0090366 http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0090366
  25. L’impossible maîtrise des contaminations
  26. Le Conseil d'État avait suspendu en novembre 2011 les arrêtés de 2007 et 2008 interdisant la culture du maïs MON 810, estimant que le ministère de l'Agriculture n'avait pu « justifier de sa compétence » et « [apporter] la preuve de l'existence d'un niveau de risque particulièrement élevé pour la santé ou l'environnement ».
  27. Sophie Louet, « Le maïs transgénique Monsanto 810 reste interdit en France », Le Point,‎ (lire en ligne).
  28. MIEL OGM/ MIEL NON OGM sur le site du SPMF (Syndicat des producteurs de miel de France).
  29. .Bernstein, J.A. et al. 2003. Clinical and laboratory investigation of allergy to genetically modified foods. Environmental Health Perspectives 111:1114–1121. Freese, W. & Schubert, D. 2004. Safety testing and regulation of genetically engineered foods. Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, 21: 229-324.
  30. https://www.uclm.es/Actividades/repositorio/pdf/doc_3721_4666.pdf
  31. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jat.2712/abstract
  32. Eric MEUNIER, « UE - OMS contre AESA : des experts mondiaux s'affrontent sur les gènes de résistance aux antibiotiques dans les PGM – Inf'OGM », sur Inf'OGM, (consulté le ).

Voir aussi

Article connexe

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