211service.com
Rīsu no jauna izgudrošana pasaulei, ko pārveidojušas klimata pārmaiņas
UC Davis augu ģenētiķe Pamela Ronalda vēlas izveidot rīsu šķirnes, kas var izdzīvot bargākos apstākļos, tostarp biežākos sausumos. 2017. gada 4. maijs
Mollija Matalona
Pamela Ronalda stāv pretī divām rīsu stādu rindām, kas dīgst no melniem plastmasas podiem, smacējošā siltumnīcā Kalifornijas Universitātes Deivisas universitātes pilsētiņas malā.
Pētnieki Ronalda augu ģenētikas laboratorijā vairāk nekā nedēļu badoja ūdenszāles. Labajā pusē esošās, notiekošā eksperimenta kontrole, ir dzeltenas un sabrūk. Blakus esošo augu lapas, kas aprīkotas ar pievienotu gēnu, ir biezas, garas un zaļas.
Cerams, ka šīs vai līdzīgas ģenētiskās izmaiņas varētu palīdzēt rīsiem un citām kultūrām pārdzīvot postošos sausumus, novēršot pārtikas trūkumu dažās nabadzīgākajās pasaules daļās. Ronards, īsiem, brūniem matiem zinātniece, pasmaida, skatoties uz pirmajiem rezultātiem.
Viņa ir pavadījusi pēdējos trīs gadu desmitus, strādājot pie tā, lai rīsus, kas ir galvenais pārtikas produkts vairāk nekā pusei pasaules iedzīvotāju, padarītu izturīgākus pret vides stresu. Viņa bija galvenā spēlētāja vienā no pēdējā laika lielākajiem veiksmes stāstiem augu ģenētikā, izolējot gēnu, kas ļauj rīsiem izdzīvot ilgstošus plūdu periodus. Tas ir milzīgs izaicinājums zemās Āzijas daļās, jo Indijā un Bangladešā vien katru gadu tiek iznīcināti aptuveni četri miljoni tonnu rīsu. Desmit gadus pēc viņas laboratorijas atklājuma vairāk nekā pieci miljoni lauksaimnieku audzē rīsu šķirnes, kas izstrādātas ar tā saukto Sub1 gēnu, aptverot vairāk nekā divus miljonus hektāru visā Āzijā.
Jaunākie pētījumi varētu būt vēl nozīmīgāki, jo klimata pārmaiņas palielina sausuma biežumu un intensitāti lielos Zemes apgabalos, apdraudot veselu valstu nodrošinātību ar pārtiku un stabilitāti. Ekstrēmu sausumu skaits varētu dubultā līdz gadsimta beigām postīja laukus un zemniekus visā Dienvidāzijā un Subsahāras Āfrika .
Ronalda darbs sniedz spēcīgu apgalvojumu par mūsdienu ģenētisko rīku potenciālu, lai saglabātu iztikas līdzekļus un dzīvības, piedāvājot pretēju stāstījumu par plaši izplatītajām bailēm un izkropļojumiem, kas saistīti ar ģenētiski modificētām kultūrām (skatiet Kāpēc mums būs nepieciešama ģenētiski modificēta pārtika). Šī koncentrēšanās uz gēniem mūsu pārtikā novērš uzmanību no patiešām, patiešām svarīgajiem jautājumiem, viņa saka. Kā mēs varam samazināt toksisko izejvielu izmantošanu? Kā mēs varam pabarot nabagus un nepietiekami barotus? Kā mēs varam būt pārliecināti, ka lauksaimniekiem ir pieejamas sēklas un ka patērētāji var atļauties saražoto pārtiku?
Pamela Ronalda iepazīstas ar rīsu stādu.
Kalnu ziedi
Ronalds uzauga San Mateo, Kalifornijā. Viņas māte bija talantīga dārzniece un pavāre. Viņas tēvs bija uzņēmējs, kurš bērnībā aizbēga no nacistiskās Vācijas.
Gadus pēc ierašanās Kalifornijā viņš Tahoe ezera dienvidos uzcēla 500 kvadrātpēdu mājiņu, kur ģimene pavadīja vasaras brīvdienas. Kādā karstā dienā, kad viņai bija ap 15 gadu, Ronalds un viņas brāļi devās pa stāvu taku High Sierra. Pie segliem viņi gadījās, kad pāris turēja kursoru virs grāmatas. Viņi bija profesionālu botāniķu pāris, kas veica ziedu kataloģizāciju. Kopš laika, ko viņa pavadīja kopā ar māti dārzā un virtuvē, viņa bija attīstījusi pieķeršanos augiem, taču šī bija pirmā reize, kad viņa saprata, ka, strādājot ar tiem, var nopelnīt iztiku.
Astoņdesmito gadu beigās, studējot doktorantūras programmā UC Berkeley, Ronalds sāka strādāt ar papriku un tomātiem. Taču, uzsākot pēcdoktorantūras darbu, viņa nolēma koncentrēties uz rīsiem, saprotot, ka pat nelieli sasniegumi stresa tolerancē tik kritiski svarīgai kultūrai varētu palīdzēt daudziem cilvēkiem. Tomāti un paprika ir svarīgi salātiem, bet es gribēju strādāt pie vakariņām, viņa saka. Es gribēju strādāt pie galvenās pārtikas ražas, es gribēju pāriet uz kaut ko svarīgāku.
Ronalds ieradās UC Davis kā docents 1992. gadā. Viņas mazajā, kvadrātveida birojā ir redzamas viņa paveiktā darba pazīmes, tostarp Āzijas gobelēni, žurnālu rakstu ilustrācijas un vāki, kā arī masīvas ' Rītdienas tabula: bioloģiskā lauksaimniecība, ģenētika un pārtikas nākotne, 2008. gada grāmata, kuru viņa sarakstīja kopā ar savu vīru Raulu Adamčaku, kurš māca bioloģisko lauksaimniecību UC Davis .
Ronalda darbs pie plūdiem izturīgiem rīsiem sākās deviņdesmito gadu vidū, kad ASV Lauksaimniecības departaments finansēja sadarbību ar kolēģiem UC Davis. Desmit gadu laikā komanda precīzi noteica un izolēja Sub1 gēnu senā, bet nepopulārā Indijas rīsu šķirnē, kas pazīstama kā landrace, kas ļauj tai izdzīvot pat tad, kad tas vairāk nekā divas nedēļas bija iegremdēts ūdenī. Kopš tā laika Filipīnās bāzētais Starptautiskais rīsu pētniecības institūts, ko atbalsta vairāk nekā 70 miljonu ASV dolāru finansējums no Bila un Melindas Geitsu fonda, ir izveidojis šo gēnu 10 populārās Āzijas rīsu šķirnēs. Savukārt bezpeļņas organizācija sēklas nodeva Indijas, Bangladešas, Indonēzijas, Nepālas un citu valstu lauksaimnieku rokās.
Rīsi ir grūti audzējama kultūra, kas prasa daudz darba un daudz ūdens. Pārāk daudz visu uzreiz to nogalina, bet arī pārāk maz. Ir vajadzīga tikai nedēļa bez lietus, lai ievērojami samazinātu ražu kalnainajos rīsu audzēšanas apgabalos.
Rīsu ražošanas problēmas daudzās jomās tikai pasliktināsies, jo klimata pārmaiņas paaugstina temperatūru, dažās vietās samazina nokrišņu daudzumu un citās palielina plūdus vai jūras līmeņa paaugstināšanos.
Saskaņā ar augsto siltumnīcefekta gāzu emisiju scenāriju rīsu raža būtu gandrīz par 15 procentiem zemāka, nekā citādi gaidīts gadsimta vidū, un cenas būtu par 30 procentiem augstākas. 2015. gada pārskats Vides izpētes vēstulēs.
Lauksaimniecības prakses maiņa un palielināta oglekļa dioksīda mēslošanas efekts varētu kompensēt dažas no šīm klimata sekām. Taču ražas uzturēšana daudzās jomās kļūs daudz grūtāka un dārgāka, un bagātajām valstīm būs daudz lielākas iespējas veikt nepieciešamās izmaiņas nekā nabadzīgajām, saka Kīts Vībe, Starptautiskā pārtikas politikas pētniecības institūta vecākais zinātniskais līdzstrādnieks.
Kultūras, kas mainītas, lai izdzīvotu bargākos vides apstākļos, būs būtisks instruments, lai palīdzētu mazajiem lauksaimniekiem, kuri ražo tropiskākā vidē un kuri būs visvairāk pakļauti klimata satricinājumiem, saka Alēns de Janvrijs, UC Berkeley ekonomists.
Ronalda laboratorijā darbs pie sausuma izturīgām rīsu šķirnēm ir agrīnā fāzē. Viņa atsakās apspriest detaļas, tostarp pamata pieeju, līdz viņi ir veikuši papildu eksperimentus, lai pārbaudītu sākotnējos rezultātus, un publicējuši savus atklājumus.
Citi zinātnieki apkārt pasaulei arī sacenšas, lai attīstītu pret sausumu izturīgas kultūras, un jau ir sasnieguši dažus panākumus, tostarp aerosoli , hibrīdi , un ģenētiskās izmaiņas kas palīdz kultūraugiem pārslēgties uz ūdens saglabāšanas režīmiem, parādoties agrākām problēmu pazīmēm, vai citādi ļauj augiem iztikt ar mazāku mitrumu.
Taču būs vajadzīgi lielāki sasniegumi, lai stātos pretī pieaugošajiem izaicinājumiem, un sausuma tolerance ir sarežģīta problēma. Pazīme parasti ietver dažādus gēnus un šūnu komunikācijas ceļus. Ir ļoti svarīgi, lai uzlabojumi nenotiek uz ražas, garšas un citu lauksaimniekiem un patērētājiem svarīgu īpašību rēķina. Un šķiet, ka ir stingri ierobežojumi tam, cik daudz jebkad var sasniegt, jo visiem augiem ir nepieciešams ūdens.
Apmācies
Mākoņainā sestdienā aprīļa beigās Ronalds stāvēja uz skatuves pie ķieģeļu laukuma Sanfrancisko līča malā, uzrunājot zīmju kārušos pūli, kas pulcējās uz Zinātnes gājienu. Zinātne balstās uz datiem, nevis uz alternatīviem faktiem, viņa sacīja, vairuma teikumu beigās apstājoties pie aplausiem. Zinātne nav bufete, kur cilvēki var izvēlēties sev tīkamās daļas, bet pārējās izmest.
Bet cilvēki, protams, dara. Vājākā aplausi viņas runā pūļa priekšā, kas galvenokārt pulcējās, lai protestētu pret Trampa administrācijas noliegumu klimata zinātnei, bija tad, kad viņa teica, ka zinātne ir uzlabojusi Kalifornijas augļus, dārzeņus un riekstus. Citiem vārdiem sakot, kad viņa veltīja laiku, lai atzītu jomu, kas varētu palīdzēt risināt dažas problēmas, kas rodas mainīgā klimata dēļ. Tas bija tipisks Ronalds, kurš bija apņēmības pilns apgalvot, kur, pēc viņas domām, zinātne ved neatkarīgi no auditorijas. Ģenētiski modificētās kultūras ir kļuvušas neticami strīdīgas, un tās tiek plaši attēlotas kā neapdomīgi mēģinājumi mānīties ar māti dabu vienīgi sēklu konglomerātu labā. Taču Ronalds apgalvo, ka zinātnes kopums liecina, ka tie ir bijuši gan droši, gan izdevīgi. Viņa publiski sparred ar Norūpēto zinātnieku savienību par šiem jautājumiem ierosināja Greenpeace nepareizi interpretējot datus , un šajās lapās kritizēja Vērmontas ĢMO marķēšanas likumus (skatiet sadaļu How Scare Tactics on GMO Foods Hurt Everybody). Uzņemoties šīs jomas publiskās sejas lomu, viņas kritiķi, protams, ir izpelnījušies. GMOWatch viņu nosauca par ĢMO propagandisti un priecājās, uzsverot, ka viņas laboratorija 2013. gadā izņēma pāris dokumentus, jo nepareizi marķēti baktēriju celmi un kļūdains tests. (Citi slavēja laboratorija, lai atklātu savu kļūdu, un ņemot sāpes lai labotu ierakstu.)
Visnopietnākās bažas par ĢMO ir saistītas ar transgēniem augiem, piemēram, sojas pupiņām vai kukurūzu, kas izstrādāta ar svešu baktēriju gēnu, kas ļāva izmantot Monsanto. Noapaļot uz augšu herbicīds.
Saistīts stāsts
Lasiet Tālāk Klimata pārmaiņas to padarīs arvien grūtāk pabarot pasauli. Biotehnoloģijas kultūrām būs būtiska nozīme lomu nodrošināšanā ka ir pietiekami daudz ko ēst. Taču Ronalda pētījumi izceļ plašāku ģenētisko izmaiņu definīciju un solījumu. Sub1 rīsi izvairījās no jebkādas pret ĢMO vērstas reakcijas, jo, lai gan tam bija nepieciešami mūsdienu ģenētikas rīki, lai izolētu un ekspresētu gēnu, tie nesatur DNS, kas nav rīsi. Vienas rīsu šķirnes īpašība tika pievienota citām, izmantojot modernas audzēšanas metodes, kas paātrināta, analizējot pēcnācēju DNS, lai izvairītos no viltus ceļiem.
Ronalds atzīmē, ka katru galveno pārtikas kultūru vienā vai otrā veidā ir mainījušas cilvēka rokas. Un daži no svarīgākajiem sasniegumiem nākotnē, lai uzlabotu ražu, uzturu, vides toleranci vai biodegvielu, var būt iespējami tikai ar arvien jaudīgākām gēnu rediģēšanas tehnoloģijām, piemēram, TALEN un CRISPR.
Likumdevējiem, regulatoriem vai kritiķiem būtu svarīgi nevis tas, kurš agregāts tika izņemts no nepārtraukti progresējošā ģenētisko instrumentu kopuma, bet gan tas, vai tā radīja pozitīvu vai negatīvu ietekmi uz cilvēku veselību vai vidi. Šobrīd mums ir četru gadu desmitu pieredze gēnu inženierijā augos, medicīnā un sierā, bez jebkāda kaitējuma pierādījumiem, saka Ronalds.
Pastāv briesmas, ka nepamatotas bailes var rasties uz reālu cilvēku ciešanu mazināšanas rēķina, ja nepareizi noteikumi bremzēs zinātni vai protesti. novērstu sēklas un kultūraugus lauksaimniekiem un patērētājiem, kuriem tie visvairāk nepieciešami. Ronalda patiesajam mērķim vajadzētu būt ilgtspējībai visplašākajā nozīmē, jebkuras selekcijas, bioloģiskās lauksaimniecības vai ģenētisko tehnoloģiju kombinācijas izmantošana palīdz mums pabarot pieaugošo populāciju, neradot lielākas vides izmaksas.
Mums ir jāveido politika, pamatojoties uz pierādījumiem un plašāku izpratni par lauksaimniecību, saka Ronalds. Lauksaimniekiem ir reāli izaicinājumi, un mums ir jābūt vienotiem, izmantojot visas atbilstošās tehnoloģijas, lai risinātu šīs problēmas.