Les OGM ont été créé dans le but de protéger les récoltes et de les rendre plus résistantes. Un cas précis : le Maïs transgénique appelé aussi le Maïs Bt.

  La larve de la pyrale du maïs est un parasite très redouté des agriculteurs. A peine sortie de l'œuf, elle perfore la tige et, jusqu'à sa transformation en chrysalide, ronge la plante de l'intérieur, causant ainsi des dégâts substantiels : 7% de la récolte mondiale de maïs, c'est-à-dire 40 millions de tonnes, sont perdus chaque année. Dans certaines régions d'Amérique du Nord et d'Europe, les pertes s'élèvent jusqu'à 20% des récoltes.

Pour lutter contre ce fléau, l'agriculture traditionnelle emploie des insecticides ou des produits biologiques (produits phytosanitaires). 
On sait depuis bientôt un siècle que Bacillus thurigiensis (Bt), une bactérie du sol, produit naturellement une protéine dont l'effet sur certaines larves d'insectes est mortel. 
Par contre, la protéine Bt est inoffensive, pour l'homme. 
Depuis plus de 40 ans, les spores de cette bactérie du sol entrent dans la fabrication d'insecticides Bt utilisés en agriculture et même dans les cultures biologiques. Cependant, les insecticides traditionnels ne permettent pas de protéger suffisamment les plantes de maïs contre ce ravageur. Dès que la larve se trouve dans la tige, elle est hors d'atteinte des produits pulvérisés. De plus, l'insecticide est emporté par l'eau de pluie, ce qui oblige à pulvériser plusieurs fois.

Un maïs génétiquement modifié capable de produire la protéine Bt lui-même a été développé au début des années nonante ; Après avoir isolé le gène contenant le plan de construction de la toxine insecticide, à savoir la protéine Bt, les chercheurs l'ont introduit dans le matériel génétique d'une cellule de maïs. La cellule génétiquement modifiée a ensuite été amenée, en laboratoire, à se développer en une plante complète capable de produire la protéine Bt dans ses cellules. Les nouvelles sortes de maïs Bt ont été conçues de manière à ce que la toxine ne soit produite que par les parties vertes de la plante et non par les graines. La bactérie Bacillus Thuringiens produit la toxine Cry 1A. Le maïs modifié exprime le gène codant pour cette toxine.

Une toxine est une substance toxique de nature protéique élaborée par un organisme vivant auquel elle confère son pouvoir pathogène.

La toxine Cry 1A n'est pas réellement une toxine mais une pro-toxine car elle n'est pas nocive à l'état naturel.

La pro-toxine est un peptide qui est dans le cas du mais BT le d-endoxine. La pro-toxine Cry 1A est une molécule qui est constituée d'une chaine de 609 acides aminés. Ces acides sont reliés les uns aux autres par des fonctions amides. Ces fonctions amides sont caractérisées par un groupement C=O se fixant sur le groupe NH de l'acide aminé suivant.

La pro-toxine contenue dans le maïs agit sur la pyrale de la façon suivante :

La pro-toxine n'est d'abord pas toxique. Cependant lorsque la pyrale l' ingère, le peptide qu’est la d-endotoxine est solubilisé dans le cheminement intestinal. Elle est ensuite transformée en toxine active par les protéases (enzymes actives sur les peptides). Une réaction enzymatique à donc lieu. Cette réaction entraine un clivage des 28 premiers acides aminés de la Pro-toxine qui devient alors une toxine.
En théorie les animaux ne possédant pas l’enzyme capable de procéder au clivage de la pro-toxine ne subissent aucun effet néfaste. Au niveau physiologique, la toxine, ainsi produite, conduit à une paralysie du système digestif de l’insecte qui cesse rapidement de s’alimenter et fini au bout d’un a trois jours par mourir.

 Des études scientifiques énoncent les nombreux avantages que présentent les OGM dans le cas du maïs Bt :

Tout d’abord, ils permettent de réduire les pertes de récolte car le maïs Bt est résistant à la pyrale qui est un insecte ravageur

Depuis son arrivée sur le marché américain, le maïs tolérant aux insectes aurait eu un rendement de 6 % supérieur au maïs traditionnel. Cette différence aurait atteint 20 % les années de grandes infestations d’insectes

Mais aussi sur les organismes non-cibles (abeilles, coccinelles…)

D’après 11 études aux champs effectuées aux États-Unis et en Australie, les maïs Bt actuels posent relativement peu de risques pour les insectes non nuisibles. Une revue de littérature sur dix ans de recherches en champs conclut que le maïs Bt est plus spécifiques et a moins d’effets secondaires sur les insectes non-cibles que la plupart des insecticides couramment utilisés. De même, la protéine Cry ne présente pas plus de risques que les autres insecticides pour les organismes du sol.

Une autre étude a comparé la toxicité pour les insectes d’échantillons de sol provenant soit de champs plantés en maïs Bt depuis 3 ans, soit de champs plantés en maïs ordinaire. Aucune différence de toxicité n’a été détectée. La protéine a été retrouvée dans certains insectes non ciblés ainsi que dans leurs prédateurs, mais en quantité qui semblait trop faible pour avoir un effet négatif.

D’après une étude publiée en 2007, les insectes non-cibles (ex. abeilles, coccinelles) sont plus nombreux dans les champs de maïs et de coton Bt que dans les champs de maïs et de coton conventionnels traités aux insecticides.

L’utilisation du maïs OGM permet aussi de pulvériser moins d'insecticide.

Structure chimique d'insecticides, le DDT et l'acide benzylique

La culture du Maïs Bt résistants à la pyrale permettrait de réduire l'apport de produits chimiques au champ, puisque la plante peut se défendre elle-même contre l’insecte nuisible en produisant, en quelque sorte, son propre insecticide.

Aux États-Unis, la culture de maïs résistant aux insectes permettrait une diminution annuelle de la quantité d’insecticide utilisé d’environ 1,5 million kg, soit 6 %  et de réduire ainsi la concentration en pesticides des sols

La réduction du labour de la terre. 

Labourer un champ consiste à travailler le sol en profondeur en retournant la terre à l’aide d’une charrue, afin de créer un milieu favorable à la croissance des plantes. Ce type de travail du sol permet notamment l'enfouissement de matières organiques et assure la destruction des mauvaises herbes. Cependant, le labour nuit aux microorganismes utiles du sol et favorise l’érosion de celui-ci, en plus d’exiger temps et énergie de la part de l'agriculteur.

La culture d’OGM pourrait favoriser, un travail minimal du sol (moins de labour). Les cultures de maïs OGM tolérantes aux herbicides rendent possible l’application d’herbicides directement sur les mauvaises herbes ; tandis que les cultures traditionnelles nécessitent l’incorporation des herbicides dans le sol. En 2004 aux États-Unis, la culture de maïs tolérant aux herbicides aurait permis une augmentation de 20 % du travail minimal du sol. La culture avec un travail minimal du sol associée aux OGM entraînerait une diminution de l’érosion, de la poussière, de l’écoulement des pesticides et de l’émission de gaz à effet de serre, ainsi qu’une augmentation de la rétention et de la qualité de l’eau et de l’air. En raison de son succès, le gène Bt a été introduit dans d'autres plantes, telles que la pomme de terre, le riz et le coton.

L'avantage écologique de cette mesure est impressionnant, notamment en ce qui concerne le coton : la quantité d'insecticide utilisée dans les cultures traditionnelles a pu être réduite de 80% (au max.).

Depuis la création des OGM, de nombreuses études ont été menés afin de déterminer les risques que peuvent avoir les organismes génétiquement modifiés sur l'environnement. De plus, l'évaluation des risques se fait au cas par cas, et de façon « graduelle ». En effet, les impacts des OGM sur l'environnement sont tout d'abord étudiés dans un milieu confiné puis on les teste dans un champ à petite échelle avec beaucoup de précaution pour éviter au maximum le risque de dissémination. Enfin, si aucun effet néfaste n'a été détecté, les OGM sont testés sur des plus grandes cultures, c'est à dire: à grande échelle. En France, ces risques sont évalués par la Commission du Génie Biomoléculaire. 

Risques sur les insectes non cibles 

- Dively et al. (2004) ont remarqué en Amérique du Nord des effets négatifs sur les larves du papillon monarque, , papillon d'Amérique du Nord réputé pour sa beauté , un organisme non ciblé. Dans des expériences à long terme (2 ans) en plein champ,

20% de larves en moins ont atteint le stade papillon adulte quand elles ont été exposées naturellement à du pollen Bt.

Récemment a été menée aux Etats Unis une expérience sur le monarque.

 Des chenilles de ce papillon ont été nourries avec des feuilles artificiellement recouvertes de pollen d’une variété de maïs rendu résistant à la pyrale par l’introduction dans son génome d’un gène commandant la production d’un insecticide. Ces chenilles ont connu une croissance plus lente et une mortalité plus élevée que d’autres nourries de feuilles recouvertes de pollen de maïs non génétiquement modifié. L’expérience a donc démontré le « danger » encouru par le papillon.

Les trichoptères, de petits insectes aquatiques, se nourrissent du pollen et des plants de maïs qui se retrouvent dans les cours d’eau avoisinant les champs. Une étude américaine vient de démontrer que ces insectes, qui ne nuisent pas au maïs, sont affectés par l’insecticide que produit le maïs OGM.

 Selon Todd Royer, de l’Université de l’Indiana, les trichoptères nourris avec le maïs Bt grandissent deux fois moins vite que ceux nourris avec du maïs traditionnel. Comme il le remarque, « les trichoptères sont une source de nourriture pour des animaux plus évolués, comme les poissons et les amphibiens ». C’est donc tout l’écosystème qui est affecté.

Donc  Certaines plantes pourraient aussi résister à des insectes utiles pour l’environnement qui ne seraient pas les insectes ciblés, voire même les tuer. Ce phénomène pourrait se produire à grandes échelles, dévastant ainsi de nombreuses espèces .

Risques de Pollution de l’environnement

Certains chercheurs, dont en France l'écotoxicologue Jean-François Narbonne, ont au début des années 2000 alerté sur le fait que ce Bt, en s'accumulant puisse finir par poser problème : toxicité du sol contaminé, accumulation dans les sédiments toxique dans les fleuves et estuaires. Les analyses faites sur 12 sites de l’Indiana (USA) ont en effet montré que les taux de Bt deviennent effectivement préoccupants dans les cours d'eau, au point d’affecter certains invertébrés aquatiques jugés bio indicateurs de la qualité des écosystèmes aquatiques . La Grande Phrygane une espèce aquatique voisine de la pyrale mais non ravageuse se trouve exposée à cette toxine qui affecte sa croissante et peut s’avérer létale à forte dose. Des tests de nourrissage d'insectes aquatiques avec du Bt, faits lors de cette étude ont montré qu'à faible dose le bt inhibait leur croissance, et qu'à dose plus élevée, il augmentait les taux de mortalité. Cette étude, qui a porté sur 12 sites choisis dans l’Etat de l’Indiana, attribue l’origine de ce Bt aux maïs transgéniques cultivés dans les bassins versants de ces rivières. Ils y libèrent des toxines BT dans l’environnement du bassin versant, d’où elles sont apportées jusqu’aux fossés et rivières par le ruissellement.

L'étude évoque notamment le rôle des pollens et des déchets ou résidus de maïs comme source non négligeable de toxines. Ce pollen de forme très arrondie et dépourvu de spicules est facilement emporté par le ruissellement et peut alors se concentrer en certains points (flaques, ornières, fossés, sédiments des cours d'eau). Le poids de pollen émis annuellement par hectare est faible, le nombre de grains de pollen est très élevé et les émissions se font massivement en quelques jours ou semaines, à la fin du printemps et au début de l'été à un moment important pour de nombreuses espèces (reproduction/ponte ou croissance des alevins).

 - Saxena et al. (2002) ont montré que la toxine Bt est exsudée par les racines du MON810. De nombreuses cultures Bt sécrètent leur toxine de la racine vers le sol16. Les résidus restant dans le champ contiennent de la toxine Bt active. Une fois

dans le sol, la toxine Bt peut être adsorbée sur des particules d’argile et persister ainsi dans le sol tout en restant biologiquement active.

Dissémination des gènes

Comme tous les êtres vivants, les végétaux doivent se reproduire pour assurer leur descendance. Par exemple, les plantes à fleurs libèrent du pollen : la semence mâle qui renferme le matériel génétique de la plante. Emporté par le vent ou par les insectes, le pollen peut rencontrer éventuellement le stigmate – partie femelle – d’une fleur d'une variété sexuellement compatible et ainsi féconder l’ovule pour produire une graine. Par cet événement, appelé pollinisation croisée, les gènes d’une plante peuvent se retrouver dans une plante d'une espèce apparentée. Ce transfert d’information génétique, aussi appelé flux de gènes, s’observe chez de nombreuses plantes à fleurs.

Le risque dit de "transfert horizontal" par le pollen sont envisageable. De surcroît, le maïs est une plante très prolifique, un seul pied peut émettre plusieurs centaines de milliers à plusieurs millions de grain de pollen, largement disséminés par le vent. Ces grains de pollen, légers bien que relativement hydratés, ont toutefois une durée de vie limitée, de l'ordre de 1 à 2 heure dans les conditions estivales de plein champ. On peut donc émettre l'hypothèse d'une transmission du gène à l'espèce sauvage, ce qui renforcerait le déséquilibre initié par la pression de sélection s'exerçant sur le phénotype sauvage du à sa moindre résistance aux insectes.

Ainsi toutes les plantes deviendraient les même, diminuant la biodiversité.

Insectes résistants

À l'INRA, une sélection souches de pyrale résistantes à la toxine de B. thuringiensis, commencée en 1993 et poursuivie en conditions expérimentales pendant 26 générations, n'a pas permis l'obtention d'une lignée de pyrale résistante à la toxine de Bt. À chaque génération, mille chenilles ont été traitées dans le but de trouver une résistance. Dans certains pays où l'application de la substance est répétée (Malaisie, Japon, Hawaii), on a remarqué l'apparition d'insectes qui lui résistent. 

En conclusion, à long terme les "insectes cibles", dont les plantes qu'ils ravagent se seraient auto-protégés, pourraient devenir résistants à la plante transgénique grâce à une mutation naturelle de ces insectes. Ainsi la création d’OGM deviendrait inutile et les insectes deviendraient beaucoup plus résistants, rendant difficile leur élimination par quelque autre moyen. Si un jour il y avait l’apparition chez l’insecte d’une technique de contournement des toxines, la perte d’efficacité du bio-pesticide pour l’agriculture biologique serait irréparable.