Genetsko uređivanje ključ za klimatske promjene?

Zašto je uređivanje gena ključno za budućnost hrane

Uređivanje gena i pripitomljavanje biljaka su od suštinskog značaja za zaštitu zaliha hrane u pogoršanoj klimi, kažu naučnici. Povećanje vrućina, suša, poplava i zaslanjivanje uzrokovano klimatskim promjenama smanjuju količinu jestive hrane koju proizvode naši osnovni usjevi. Pošto nastavak uzimanja više zemljišta za poljoprivredu nije održivo, naš jedini put naprijed je da prilagodimo same usjeve novim uslovima, prenosi sajt Frontiersin.org. Imamo dvije opcije — pripitomljavanje divljih srodnika usjeva koji su otporniji, ali imaju niži prinos, ili uključivanje gena otpornosti u moderne usjeve visokog prinosa.

Svi moramo da jedemo, ali uticaj klimatske krize na naše usjeve dovodi u pitanje svjetske zalihe hrane. Savremenim usjevima, pripitomljenim za visoke prinose hrane i lakoću žetve, nedostaju genetski resursi da odgovore na klimatsku krizu. Značajni ekološki stresovi smanjuju količinu proizvedene hrane, smanjuju zalihe, pa uzrokuju rast cijena. Ne možemo održivo da preuzmemo više zemlje za poljoprivredu, tako da moramo da promijenimo naše usjeve - ovog puta da ih prilagodimo svijetu koji smo promijenili.

„Poljoprivreda je veoma osjetljiva na klimatske promjene, a intenzitet i učestalost ekstremnih događaja će se samo povećavati”, kaže profesor Sergej Šabala sa Univerziteta Zapadne Australije, vodeći autor članka u Frontiers in Science. „I održiva poljoprivredna proizvodnja i globalna sigurnost hrane će kritično zavisiti od naše sposobnosti da stvorimo usjeve otporne na klimu”.

Kako klimatske promjene utiču na usjeve?

Naš sadašnji poljoprivredni sistem proizvodi veoma velike količine hrane kroz intenzivnu upotrebu đubriva i visokoproduktivnih monokultura. Ovo je decenijama apsorbovalo zahtjeve naše globalne populacije, ali sada to prepoznajemo kao neodrživo. Đubriva na koja se oslanjamo oštećuju životnu sredinu kada se proizvode i zagađuju životnu sredinu kada se koriste. Istovremeno, zbog stresa izazvanih klimatskom krizom, ključne osnovne kulture daju manje prinose.

Čak i ako suše ne ubijaju biljke, visoke temperature smanjuju prinos. Da bi ovo prevazišli, farmeri navodnjavaju svoje usjeve - ali voda za navodnjavanje obično ima visok sadržaj soli, jer je slatka voda previše tražena. Ovo povećava salinitet zemljišta, što smanjuje prinos većine usjeva koji rastu na njemu. Konačno, poplave izazvane ekstremnim vremenskim prilikama ostavljaju biljke da stoje u vodi, stvarajući hipoksične uslove koji sprečavaju biljke da apsorbuju kiseonik kroz svoje korijenje. Ovo takođe smanjuje prinos većine biljaka.

„Problem održive ishrane ima naučne, društvene i političke aspekte”, kaže Šabala. „Potrebno je šire prihvatanje novih tehnologija i spremnost da se prihvate neke kulturološke promjene. Dobar primjer može biti pirinač: on je glavna hrana za veliki procenat stanovništva, ali mnogi djelovi svijeta mogu postati neprikladni za njegovu proizvodnju. Možda će biti potreban prelazak na druge, otpornije usjeve, i nisam siguran da je javnost spremna da to prihvati”.

Mnoge divlje biljke, uključujući pretke i rođake osnovnih usjeva, bolje su sposobne da se nose sa stresom životne sredine od savremenih usjeva. Da bi naši usjevi preživjeli klimatske promjene, moramo ponovo da uvedemo te otporne osobine.

Strategije prilagođavanja usjeva

Šabala i njegov kolega profesor Majkl Palmgren sa Univerziteta u Kopenhagenu izlažu dvije opcije. Prva da bismo mogli da uvedemo gene koji podržavaju otpornost na ekološki stres u postojeće usjeve visokog prinosa. Ovo je lakše tamo gdje postoji bliski srodnik da pozajmi gene ili gdje gen ostaje u DNK biljke, ali je deaktiviran. Međutim, mnogi geni doprinose otpornosti na stres iz okoline, a uključivanje više dodatnih novih osobina u novu sortu je teško.

Druga opcija je da bismo mogli da pripitomimo divlje biljke koje su otporne na stresove okoline, ali imaju niže prinose od savremenih usjeva. Ovo je bilo uspješno u relativno jednostavnim slučajevima gdje je potrebno izvršiti samo male promjene, ali je nejasno da li postoji dovoljno jednostavnih slučajeva koji bi pomogli da se obezbijedi naše snabdijevanje hranom.

U ovom trenutku je prerano da se zna koja će strategija biti uspješna, kažu naučnici. Međutim, isti kritični elementi su ključni za uspjeh oba: inovativno uređivanje gena i druge precizne tehnologije oplemenjivanja koja su vođena tačnom fenotipizacijom zasnovanom na ćelijama i javnim prihvatanjem novih usjeva.

„Jedan od trenutnih izazova je uskladiti nedavna naučna dostignuća sa percepcijom javnosti o novim tehnologijama“, upozorava Šabala. „To pitanje je veoma politizovano i tu su uključeni značajni komercijalni interesi. A zbog nedostatka specifičnog znanja, šira javnost ne može da razlikuje suptilne razlike između različitih tehnologija i oslanja se na mišljenja u medijima”.