L’utilisation de la technologie GM dans l’agriculture et l’alimentation
Le canola (huile canadienne, peu acide) destiné à la consommation humaine a été développé au début des années 1970 au Manitoba par une sélection végétale conventionnelle à partir du colza pour le distinguer de l’huile naturelle de colza, dont la teneur en acide érucique est beaucoup plus élevée. En 1998, une variété plus résistante aux maladies et à la sécheresse a été mise au point par génie génétique. À l’heure actuelle, le canola est largement produit au Canada, aux États-Unis et dans d’autres pays, et il est généralement reconnu comme sûr par la Food and Drug Administration des États-Unis (USFDA), et en 2013, il a été autorisé dans les préparations pour nourrissons avec de l’huile de canola à des niveaux allant jusqu’à 31% du mélange total de matières grasses.
Les autres produits GM largement consommés sont le maïs et le soja issus de cultures GM. L’herbicide glyphosate inhibe l’enzyme 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, qui est présente dans les plantes, les champignons et les bactéries mais pas chez les animaux. Cette enzyme est une étape clé de la formation des hormones par la production d’acides aminés aromatiques. L’utilisation de cet herbicide à large spectre s’est largement répandue avec le développement du soja et du maïs Roundup® ready (GM), qui contiennent le gène de la glyphosate-N-acétyltransférase. Avec l’application de l’herbicide, ces cultures GM ne seraient pas affectées, mais certaines mauvaises herbes seraient tuées. À l’heure actuelle, différents produits commerciaux à base de glyphosate sont capables de contrôler plus de 100 variétés de mauvaises herbes à feuilles larges et de graminées. Des études toxicologiques ont montré que, même si de nouveaux métabolites se forment dans les parties comestibles des cultures génétiquement modifiées, ce qui n’a pas été observé dans les cultures conventionnelles, la réunion conjointe FAO/OMS sur les résidus de pesticides a conclu qu’il n’y avait aucun problème de santé humaine pour la consommation à court ou à long terme de ces produits ou de leurs dérivés. Le nombre de cultures génétiquement modifiées autorisées dans le monde devrait passer de 30 en 2009 à 110 en 2015. Même en Europe, où les inquiétudes de la population à l’égard des aliments génétiquement modifiés sont les plus fortes, environ 30 millions de tonnes de cultures génétiquement modifiées sont importées chaque année et de nombreuses variétés de maïs résistant aux herbicides sont désormais autorisées à être cultivées dans l’Union européenne (UE). Cependant, le glyphosate n’est que lentement dégradé par les micro-organismes du sol et peut présenter un risque de contamination de l’eau. En outre, la résistance de certaines espèces de mauvaises herbes à cet herbicide est une préoccupation croissante.
Une autre application réussie de la technologie GM est l’insertion d’un gène pour le pesticide biologique produit par Bacillus thuringiensis (Bt), un proche parent de la bactérie Bacillus cereus, très commune dans le sol et la poussière. En 1901, le Bt a été observé pour la première fois dans une colonie de vers à soie malades ou mourants au Japon. La principale différence entre le Bt et le B. cereus est que le Bt produit une endotoxine qui tue les lépidoptères. Ceci est accompli par la toxine protéique, qui se présente sous la forme d’un corps parasite (« cristal ») dans la bactérie pendant la sporulation. Les protéases intestinales de l’insecte activent les protéines de la toxine, ce qui leur permet de se lier à des récepteurs et d’affecter les cellules de l’intestin moyen en formant des pores dans le tube digestif des larves (hémocœle). Ces pores permettent aux bactéries entériques naturelles de pénétrer dans l’hémocèle, où elles se multiplient et provoquent une septicémie La toxine Bt, sous forme de poudre mouillable de la culture Bt séchée par pulvérisation, est devenue disponible dans le commerce dans les années 1950 et a été largement utilisée au Canada en pulvérisation sur de vastes zones de forêts infestées par la tordeuse des bourgeons de l’épinette et la spongieuse. En foresterie, cependant, au milieu des années 1980, les souches Bt avaient pratiquement remplacé les principaux pesticides chimiques pour la lutte contre la tordeuse des bourgeons de l’épinette et la spongieuse en Ontario, au Québec et dans les provinces de l’Atlantique. Depuis lors, diverses modifications ont été apportées pour cibler certains insectes, principalement les chenilles destructrices. Cependant, pour les cultures vivrières et fourragères, son utilisation a été plus limitée, ciblant principalement la piéride du chou, la chrysalide de la tomate, la pyrale du maïs, la chenille de la luzerne et la pyrale de la luzerne. Le Bt peut être appliqué par des systèmes d’irrigation par aspersion ou sous forme de granulés. Les données disponibles suggèrent que les spores peuvent rester dans le sol de plusieurs mois à plusieurs années dans des conditions de terrain, mais on sait peu de choses sur la longévité de la toxine dans le sol ou dans l’eau.
Deux isolats de ce genre sont très actifs contre des insectes de grande importance économique ; Bt subsp. kurstaki s’attaque aux lépidoptères et Bt subsp. israelensis tue les moustiques et les mouches noires. La souche Bt kurstaki est celle qui est le plus souvent utilisée en pulvérisation pour lutter contre les chenilles des légumes. Les insecticides Bt sont les seuls insecticides bactériens utilisés à grande échelle, et l’un de leurs avantages est qu’ils ne ciblent ni les pollinisateurs, comme les abeilles, ni les prédateurs ou parasites des ravageurs concernés. En 2012, l’Autorité européenne de sécurité des aliments a mené une évaluation des risques sur la souche Bt kurstaki et a conclu que le risque sanitaire pour les mammifères, les reptiles, les amphibiens, les oiseaux, les algues et les arthropodes terrestres non lépidoptères, et probablement les micro-organismes du sol, est faible. Du point de vue des OGM, le maïs Bt est une variante du maïs, génétiquement modifiée par l’insertion du gène de la toxine Bt dans le génome du maïs pour tuer la pyrale du maïs et, plus récemment, le ver de l’épi et le ver des racines du maïs. Contrairement au Bt, les plantes transgéniques comme le maïs ne libèrent pas la toxine Bt. Au lieu de cela, la cellule doit être digérée par l’insecte afin de libérer la substance active dans l’intestin. C’est une amélioration par rapport au Bt pulvérisé, car il n’est pas susceptible d’être dégradé par la lumière du soleil ou emporté par la pluie. La plupart des formulations pulvérisées sont moins efficaces au fil du temps, peut-être quelques jours ou semaines après l’application, contrairement à la version GM, qui est efficace pendant toute la durée de vie de la plante. Un risque toutefois est que l’exposition continue des insectes au Bt dérivé des OGM puisse leur conférer une résistance à la prédation par les insectes.
Bien que les insectes soient capables de développer des niveaux élevés de résistance dans le cadre d’expériences en laboratoire, cela n’a pas été observé dans une large mesure là où les cultures ont été pulvérisées. Aujourd’hui, il est généralement admis que la « stratégie à haute dose/refuge » est l’approche la plus prometteuse et la plus pratique pour prolonger l’efficacité des toxines Bt. Cette stratégie nécessite des plantes hôtes exemptes de toxines comme refuges à proximité des cultures insecticides, et des doses de toxines censées être suffisamment élevées pour tuer les insectes. Plus de dix ans après la commercialisation initiale des cultures Bt, la plupart des populations de ravageurs ciblées restent sensibles, mais une résistance développée sur le terrain a été documentée dans certaines populations de trois espèces de noctuelles se nourrissant de maïs Bt à Porto Rico et en Afrique du Sud et de coton Bt dans le sud-est des États-Unis. Les résultats sur le terrain sont conformes aux prédictions de la théorie, suggérant que les facteurs retardant la résistance comprennent l’héritage récessif de la résistance, les refuges abondants de plantes hôtes non Bt, et les cultures Bt à deux toxines déployées séparément des cultures Bt à une toxine. L’utilisation de cultures Bt est populaire dans le monde entier, avec plus de 32 millions d’hectares cultivés, y compris le coton Bt et les pommes de terre Bt. Même certains pays qui s’inquiètent des aliments génétiquement modifiés en général, comme l’UE, autorisent l’utilisation de cultures transgéniques Bt, et il est probable que leur utilisation se développe à l’avenir. Parmi les autres OGM autorisés aux États-Unis et dans certains autres pays, citons le coton résistant à l’herbicide bromoxynil, les tomates à maturation retardée, les courges, les courgettes et les papayes modifiées pour résister aux virus (80 % des papayes hawaïennes sont génétiquement modifiées car il n’existe toujours pas de méthode conventionnelle ou biologique pour lutter contre le virus ringspot). Les betteraves sucrières résistantes au glyphosate ont été approuvées en Australie, au Canada, en Colombie, dans l’UE, au Japon, en Corée, au Mexique, en Nouvelle-Zélande, aux Philippines, dans la Fédération de Russie, à Singapour et aux États-Unis.
Le potentiel de cette technologie peut également être utilisé pour améliorer la nutrition, comme la production de vitamines ; un bon exemple en est le « riz doré », une variété génétiquement modifiée de riz Oryza sativa, qui produit du bêta-carotène, un précurseur de la vitamine A, dans les parties comestibles du riz, produit en 2000. Le riz doré a été créé en transformant le riz avec deux gènes de biosynthèse du bêta-carotène : Phytoène synthase d’une jonquille et crtI d’une espèce Erwinia, et il est effectivement de couleur dorée, ce qui le distingue nettement du riz non génétiquement modifié. La raison de cette recherche était de planter cette variété dans des régions, comme l’Afrique et l’Inde, où des milliers d’enfants meurent chaque année d’un manque de vitamine A. En 2005, une nouvelle variété produisant beaucoup plus de bêta-carotène a été développée, mais malheureusement, ni la version originale ni la nouvelle version ne sont encore cultivées pour la consommation humaine. L’approche des cultures GM pour l’enrichissement en vitamine A est considérée par beaucoup comme une alternative moins coûteuse et plus pratique que les suppléments vitaminiques ou un changement de régime alimentaire vers une plus grande consommation de légumes et de produits animaux.
Les préoccupations habituelles exprimées à propos des cultures GM ont également été soulevées à propos du riz doré : propagation des gènes GM dans l’environnement ; perte des variétés locales et de la biodiversité ; ouverture de la porte à des OGM plus controversés ; profits obscènes réalisés par les multinationales sur ceux qui peuvent le moins se permettre le coût des semences ; et la vitamine A pourrait être dérivée d’autres sources alimentaires. D’autres opposants ont fait valoir que les adultes et les enfants devraient manger des quantités démesurées de riz doré pour en tirer un quelconque avantage. Cependant, des essais récents ont montré que le riz doré fournissait de la vitamine A alimentaire aussi bien que les suppléments et mieux que le bêta-carotène naturel des épinards. Pour permettre une utilisation à grande échelle, les sociétés d’OGM ont maintenant accepté que les agriculteurs puissent obtenir les semences et les replanter gratuitement, à moins qu’ils ne gagnent plus de 10 000 dollars par an avec cette culture. Des essais sur le terrain ont été réalisés, et on espère que le riz doré remplira les conditions réglementaires pour sa production et sera sur le marché en 2015.
Une autre application bénéfique de la technologie GM est la production et l’administration de vaccins par le biais de plantes GM. L’ADN sélectionné des virus de l’hépatite B et du choléra injecté dans les jeunes plants de bananes pourrait permettre à la plante de produire des protéines antigéniques sans aucun composant d’infectivité. La consommation de ces bananes (et d’autres légumes modifiés comme les pommes de terre et les carottes) permettrait au consommateur de développer des anticorps pour lutter contre ces maladies, de la même manière que l’injection ou l’ingestion d’un vaccin traditionnel. Cela pourrait être un moyen plus efficace et moins coûteux de vacciner de grandes populations contre des maladies spécifiques.
La recherche sur les plantes génétiquement modifiées va s’accélérer à l’avenir, et certains des résultats pourraient s’avérer acceptables pour les gouvernements et le public, tant sur le plan économique qu’environnemental. Certaines plantes et certains arbres pourraient être modifiés pour capturer de grandes quantités de carbone, qui seraient séquestrées dans les racines et les tiges. Les graminées pérennes comme le panic raide et le miscanthus pourraient avoir le meilleur potentiel immédiat en raison de leur système racinaire étendu. D’autres exemples sont les arbres génétiquement modifiés pour pousser plus vite, produire un meilleur bois, par exemple pour la construction et le biocarburant, résister aux invasions de parasites et aux conditions climatiques extrêmes, et même détecter les attaques biologiques en développant des arbres qui changent de couleur lorsqu’ils sont exposés à une contamination biologique ou chimique. Cependant, les préoccupations environnementales empêcheront toute adoption à grande échelle de ces derniers, notamment parce que le pollen libéré par les arbres est incontrôlable sur de grandes surfaces.