농장의 작물다양성에 대한 유전자변형 특성의 영향

농장의 작물다양성에 대한 유전자변형 특성의 영향 Effects of Genetically Engineered Traits on Crop Diversity on Farms

농장에서 작물 종의 다양성과 각 작물 품종의 다양성을 유지하는 일은 일반적으로 병해충에 대한 완충지와 해마다 환경의 변화로 인한 어느 한 작물이나 품종의 손실에 대한 안전판을 제공하는 것으로 알려져 있다(Hajjar et al., 2008; Davis et al., 2012; Mijatović et al., 2013). 위원회는 유전자변형 작물의 도입이 작물과 품종의 다양성을 감소시키는 결과를 불러왔다고 우려를 나타내는 의견을 받았다. 또한 유전자변형 작물이 특성화된 작물의 돌려짓기를 구현하는데 큰 방해자가 되었다는 발표자의 이야기도 들었다.

작물 종의 다양성에 대한 유전자변형 특성의 영향Effect of Genetically Engineered Traits on Diversity of Crop Species. 1978~2012년 미국 각지에서 행한 조사에서, Aguilar et al. (2015)는 1987년부터 2012년까지 작물 종의 다양성이 약 20% 감소했다는 것을 밝혔다. 그러한 감소는 특히 중서부에서 두드러졌다. 일반적으로 유전자변형 작물의 사용이 증가한 1996년부터 그러한 경향에 변화가 없었음을 고려하면 유전자변형 작물의 출현 탓에 변화가 일어났다고 하기 어렵다. 또한 농상품의 가격, 종자와 비료 같은 투입재의 비용, 보조금과 사회의 우선순위, 수자원 가용성, 기후 상태 등이 농민이 무엇을 심을지에 대해 영향을 미친다(NRC, 2010b). 미국의 대부분이 입증하듯이, 미국 연방정부와 주 정부의 정책과 관련한 장려책이 크게 영향을 미친다. 농경지의 상태는 농상품의 지급이나 기타 보조금을 유인하기 위하여 연방정부에서 권한을 준 농업법의 지침에 따라 관리되었다(NRC, 2010b). 일부 보조금 프로그램과 정책들 —옥수수와 대두로 만드는 생물연료를 포함하여, 재생가능한 연료의 사용을 목표로 설정된 2007년 에너지 독립과 안보 법안 같은(110 P.L. 140)— 이 작물 다양성을 감소시키는 것과 함께 농상품 작물의 재배면적이 증가하도록 장려했다(Heinemann et al., 2014).

미국의 개별 농장의 차원에서, 유전자변형 옥수수와 대두의 도입 이후 옥수수와 콩, 밀의 이어짓기(하나의 작물을 3 또는 더 이어서 심는) 쪽으로 상당히 변화했다는 증거는 거의 없다(Wallander, 2013; Figure 4-9). 그러나 중서부에서는 미국의 다른 지역과 좀 다른 양상이 나타난다. 4년 연속으로 옥수수의 이이짓기를 하는 경우가 2배(약 3.5%에서 약 7%)로 나타난다(Plourde et al., 2013). 그건 아마 옥수수의 가격을 반영할 것이다.

돌려짓기 없이 이러한 작물들을 매우 광범위하게 잘 재배하는 일은 제초제 저항성 또는 살충제 저항성 유전자변형 작물이 손쉽게 만들 수 있을 것이다. 이러한 작물들의 특성이 경운을 줄이고, 농약 사용을 줄이며, 풀이나 곤충의 조절을 위한 작물 돌려짓기에 대한 의존도를 줄이고, 특정한 돌려짓기 작물에 해를 끼칠 수 있는 긴 잔류 시간과 함께 제초제의 사용을 줄여서 농민들에게 유연성을 제공하기 때문이다. 위원회는 미국 농무부 곤충학자의 연구(Lundgren, 2015)로부터 Bt 옥수수를 채택하여 농민들이 옥수수의 대규모 단작(예를 들어, 옥수수 가격이 높을 때)을 더 쉽게 하도록 만들었다고 들었다. 미국의 농업총조사, 농지 데이터 Layer(CDL), 디지털 항공사진(특히 옥수수 벨트보다 더 작은 농지 지역의)을 활용한 최근의 몇몇 연구들은 유전자변형 품종의 높은 채택율을 나타내는 지역들은 옥수수와 대두만 돌려짓기에 활용하는 모습이 나타난다는 것을 밝히고 있다. Fausti et al. (2012)는 사우스 다코타는 유전자변형 옥수수와 대두의 채택이 다른 어떤 주보다 더 빨랐다는 것을 밝혔다. 유전자변형 옥수수를 심은 지역이 2000년 37%에서 2009년 71%로 증가했다고 한다. 같은 시기, 옥수수와 대두를 심은 농경지의 비율은 약 2배가 되어, 재배면적이 25% 미만에서 약 50%에 이르렀다. 변화의 또 다른 원인으로는 관개의 개발이 증가한 것인데, 옥수수와 대두의 가격이 상승한 것(특히 2007~2009년)이 추동원으로 유전자변형 기술이 작부체계의 변화를 일으켰다는 것을 규명하는 데 어려움을 준다. 

위원회는 초청 농민에게 발표를 들었다(Hill, 2015). 그는 일부 농민들은 비유전자변형 채소와 기타 비유전자변형 작물의 풀을 관리하는 일이 엄청나게 어렵거나 비용이 많이 들기에 풀을 억제하려는 목적으로 유전자변형 품종을 줄지어 심곤 한다고 지적했다. 그러한 농민들에게 유전자변형 작물은 더 다양한 작부체계의 유지를 가능하게 한다.

작물 품종 내에서 유전적 다양성에 대한 유전자변형 특성의 영향Effect of Genetically Engineered Traits on Genetic Diversity Within Crop Species. 세계적으로 재배되는 주요 작물의 종 내에서 유전적 다양성이 지난 세기에 걸쳐 감소했음은 의심의 여지가 없다. Gepts(2006:2281)는 “멕시코에서, 1930년에 기록된 옥수수의 유형 가운데 단 20%만이 지금도 찾아볼 수 있다. 1949년에 중국에서 재배되던 1만 가지의 밀 품종 가운데 단 10%만 여전히 이용한다.”고 지적한다.

많은 품종들이 감소했지만, 최근 44개 저널의 논문을 메타분석하여 옥수수와 대두, 밀을 포함하여 현대의 8가지 작물 품종의 분자 수준(DNA marker) 다양성을 조사한 연구에서는 특정한 작물에서는 부침이 있지만 전체 작물에서는 일반적으로 다양성이 상실된 것이 아님을 밝혔다 (van de Wouw et al., 2010). 초청 발표자는 여러 육종라인의 역교배로 똑같은 하나의 또는 몇 가지 성공적인 유전자변형 특성을 삽입한 품종을 광범위하게 재배하는 것은 유전적 다양성을 감소시키고 어떠한 병원균이나 스트레스에 작물을 취약하게 만들 수 있다고 경고했다 (Goodman, 2014). 예를 들어, 면화에 Bt 독소 Cry1Ac을 단일 삽입하는 일이 전 세계에서 발견되는데, 종종 다섯 또는 더 적은 역교배에 기반을 두고 있다(Dowd-Uribe and Schnurr, 2016). 위원회는 유전자변형 작물이 더 낮은 유전적 다양성과 예측할 수 없는 병원균이나 스트레스 문제를 불러온다는 증거를 발견할 수 없었지만, 녹색 진디(Schizaphis graminum)에 대한 비유전자변형 저항성을 위한 수수(Sorghum bicolor)의 육종에서 재배되는 수수 전반에 유전적 다양성이 감소했다는 증거는 있다(Smith et al., 2010). 그 개발은 작물의 유전적 다양성에 대한 세계적 모니터링의 필요성을 지적한다. van de Wouw et al. (2010)가 검토한 연구들과 작물 품종들에서 유전적 변이에 대한 최근의 연구(예를 들어, Smith et al., 2010; Choudhary et al., 2013)에서 명확해지듯이, 유전적 다양성의 상실에 대한 신중한 모니터링을 위한 도구는 만약 연구자들이 유전적 분석을 수행할 수 있도록 특허를 받은 유전자변형 작물 품종들에 대한 접근이 가능해지면 이용할 수 있다.

결론: Planting of Bt 작물 품종의 재배는 Bt 특성이 없어 합성살충제를 처리하는 비슷한 품종들보다 곤충의 생물다양성이 더 높은 경향이 있다.

결론: 미국에서,글리포세이트 저항성 유전자변형 작물을 재배하는 농민들의 농지는 비유전자변형 작물 품종을 재배하는 곳과 비슷하거나 더 많은 풀의 생물다양성을 갖는다.

결론: 1987년부터, 미국에서 재배하는 작물의 다양성이 감소하고,작물의 돌려짓기 빈도가 감소해 왔다.이는 특히 중서부 지역이 심했다.연구들은 유전자변형 작물과 이러한 경향 사이의 인과관계를 밝힐 수 없었다. 농상품 가격의 변화가 또한 이러한 패턴에 영향을 줄 수 있다.

결론: 20세기에 이용할 수 있는 작물의 품종 수가 감소했지만,몇몇 나라에서 유전자변형 작물의 도입과 광범위한 채택 이후 20세기 말과 21세기 초에 주요 작물 품종들의 유전적 다양성이 감소하지 않았다는 증거가 있다.

National Academy of Sciences, [Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects], 92~94쪽, National Academy press, 2016.