#28 - 10/2023

A very peppy poplar

Μια εταιρεία βιοτεχνολογίας στην Καλιφόρνια που επιδιώκει να δημιουργήσει δέντρα ταχείας ανάπτυξης που μπορούν να απορροφούν γρήγορα το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας ανακοίνωσε τα πρώτα πειραματικά της αποτελέσματα: οι γενετικά βελτιωμένες λεύκες της εταιρείας αναπτύχθηκαν περισσότερο από 1,5 φορά ταχύτερα απότις μη τροποποιημένες λεύκες σε εργαστηριακές δοκιμές. Οι επιστήμονες των φυτών επικροτούν τα νέα, αλλά προειδοποιούν ότι χρειάζεται πολύ περισσότερη δουλειά προτού τα τροποποιημένα δέντρα αρχίσουν να συμβάλλουν στην ανάσχεση της κλιματικής αλλαγής.

«Είναι ένα μεγάλο πρώτο βήμα», λέει η Sophie Young, βιολόγος φυτών στο Πανεπιστήμιο του Lancaster, η οποία δεν συμμετέχει στο έργο. Αλλά, προσθέτει, υπάρχει «μια μεγάλη επιφύλαξη»: Τα δέντρα αναπτύχθηκαν σε ένα προσεκτικά ελεγχόμενο θερμοκήπιο σε αντίθεση με την ύπαιθρο.

Οι επιστήμονες και οι περιβαλλοντολόγοι έχουν προωθήσει τη φύτευση δέντρων ως έναν πολλά υποσχόμενο και εύκολα επεκτάσιμο τρόπο μείωσης των ατμοσφαιρικών επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα, της κύριας αιτίας της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Τα δέντρα, τα οποία αποτελούνται περίπου κατά το ήμισυ από άνθρακα κατά ξηρό βάρος, απορροφούν το αέριο από τον αέρα και το μετατρέπουν σε σταθερές μορφές άνθρακα, όπως το ξύλο και οι ρίζες.

Αλλά το πόσο γρήγορα τα δέντρα απορροφούν τον άνθρακα περιορίζεται από πολλούς παράγοντες. Ένας βασικός περιορισμός είναι ο ρυθμός της φωτοσύνθεσης, της βιοχημικής διαδικασίας που χρησιμοποιούν τα δέντρα για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε σάκχαρα και τελικά σε ξύλο. Σχεδόν όλα τα δέντρα χρησιμοποιούν μια σχετικά αναποτελεσματική μορφή φωτοσύνθεσης που παράγει ένα τοξικό υποπροϊόν που ονομάζεται φωσφογλυκολικό, το οποίο τα φυτά πρέπει στη συνέχεια να απομακρύνουν μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοαναπνοή. Αυτό χρησιμοποιεί ενέργεια που θα μπορούσε διαφορετικά να πάει στην ανάπτυξη.

Για να παρακάμψουν το πρόβλημα, οι ερευνητές μιας εταιρείας που ονομάζεται Living Carbon χρησιμοποίησαν ένα βακτήριο για να εισάγουν γονίδια από κολοκύθα και πράσινα φύκια σε λεύκες. Τα ξένα γονίδια επέτρεψαν στα δέντρα να έχουν χαμηλότερους ρυθμούς φωτοαναπνοής και να ανακυκλώνουν τον άνθρακα από το φωσφογλυκολικό σε σάκχαρα απαραίτητα για την ανάπτυξη.

Άλλοι ερευνητές είχαν προηγουμένως ενσωματώσει ένα παρόμοιο χαρακτηριστικό σε φυτά καπνού. Αλλά, «απ' όσο γνωρίζω, [η προσέγγιση] δεν έχει δοκιμαστεί ποτέ πριν σε δέντρο», λέει ο Steve Strauss, δασικός γενετιστής στο Oregon State University, Corvallis, ο οποίος είναι μέλος του επιστημονικού συμβουλίου της Living Carbon και συνεργάζεται με την εταιρεία στην έρευνα.

Η εταιρεία Living Carbon, που ιδρύθηκε το 2019, καλλιεργεί τις μεταλλαγμένες λεύκες μέσα σε ένα μετασκευασμένο στούντιο ηχογράφησης μουσικής στο Σαν Φρανσίσκο. Ορισμένα από τα δέντρα έχουν μεγαλώσει τόσο ψηλά που προσέκρουσαν στο ταβάνι. Σε δοκιμές που διήρκεσαν περίπου 4 μήνες, οι τροποποιημένες λεύκες αύξησαν το βάρος τους κατά 53% σε σχέση με τα δέντρα ελέγχου χωρίς το πρόσθετο χαρακτηριστικό, αναφέρει η εταιρεία σε μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στον server bioRxiv, ο οποίος δεν απαιτεί επίσημη αξιολόγηση από ομοτίμους.

Αυτοί οι αριθμοί είναι «ενθαρρυντικοί, αλλά δεν είναι συγκλονιστικοί», λέει ο βιολόγος φυτών Donald Ort του Πανεπιστημίου του Ιλινόις, ο οποίος ηγήθηκε του προγράμματος ενίσχυσης του καπνού. Και προειδοποιεί ότι ακόμη και τα πολλά υποσχόμενα εργαστηριακά αποτελέσματα συχνά παραπαίουν σε πιο ρεαλιστικές δοκιμές. Τα περιποιημένα δέντρα που αναπτύσσονται γρήγορα σε εσωτερικούς χώρους μπορεί να μαραθούν σε πιο δύσκολες εξωτερικές συνθήκες ή να χρειάζονται πολύ νερό και λίπασμα για να διατηρήσουν υψηλούς ρυθμούς ανάπτυξης. Και μόλις τα κοντινά δέντρα αρχίσουν να εμποδίζουν το ηλιακό φως, η ανάπτυξη συχνά επιβραδύνεται. Για να δοκιμάσει την αντοχή των λεύκων της Living Carbon, ο Strauss έχει αρχίσει να καλλιεργεί μερικά σε ένα χωράφι στο Όρεγκον- ελπίζει να αναφέρει τα αποτελέσματα το επόμενο καλοκαίρι.

Ακόμη και αν οι δοκιμές πεδίου αποδειχθούν επιτυχείς, η Living Carbon θα μπορούσε να αντιμετωπίσει μια μακρά ρυθμιστική διαδικασία προκειμένου να πουλήσει τα δέντρα. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι ομοσπονδιακές ρυθμιστικές αρχές δεν έχουν εγκρίνει ποτέ την κυκλοφορία ενός μεταλλαγμένου δέντρου που έχει κατασκευαστεί για γρήγορη ανάπτυξη. Η επανεξέταση ενός δέντρου καστανιάς που έχει κατασκευαστεί για να αντιστέκεται σε μια καταστροφική εισαγόμενη ερυσίβη [είδος μύκητα] βρίσκεται σε εξέλιξη για περισσότερα από 2 χρόνια, χωρίς χρονοδιάγραμμα ολοκλήρωσης. (Οι ηγέτες της εταιρείας λένε ότι μια λεύκα που κατασκευάστηκε με διαφορετική μέθοδο δεν χρειάζεται ομοσπονδιακή ρυθμιστική έγκριση και σχεδιάζουν να φυτέψουν το δέντρο αυτό σε ιδιωτική γη μόλις στα τέλη του τρέχοντος έτους).

Εν τω μεταξύ, ορισμένες ομάδες αντιτίθενται στην απελευθέρωση οποιωνδήποτε μεταλλαγμένων δέντρων, φοβούμενες ακούσιες οικολογικές επιπτώσεις. Και τα περισσότερα προγράμματα που πιστοποιούν τα δασικά προϊόντα ως βιώσιμα, απαγορεύουν σήμερα τη χρήση τροποποιημένων ειδών. Αυτό δημιουργεί «μια σχεδόν de facto απαγόρευση» στη χρήση τους για καταναλωτικά προϊόντα, λέει ο Strauss. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα ζητήματα, ο Ort λέει ότι η εμπορική ανάπτυξη των δέντρων της Living Carbon μπορεί να απέχει 10 έως 15 χρόνια.

Η Living Carbon μπορεί να έχει τους πόρους για να αντέξει μια τέτοια αναμονή. Οι ηγέτες της εταιρείας λένε ότι υποστηρίζονται από σχεδόν 15 εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση επιχειρηματικών κεφαλαίων. Και τα γρήγορα αναπτυσσόμενα δέντρα δεν είναι το μόνο ενδιαφέρον της εταιρείας: προσπαθεί επίσης να κατασκευάσει δέντρα για να απορροφούν βαρέα μέταλλα από υποβαθμισμένα εδάφη. Οι ηγέτες της εταιρείας ελπίζουν ότι αυτά τα μέταλλα θα μπορούσαν να προσδώσουν στο ξύλο αντιμυκητιασικές ιδιότητες που θα μειώσουν το ρυθμό αποσύνθεσής του, επιτρέποντάς του να αποθηκεύει περισσότερο άνθρακα.

Ο Strauss, για παράδειγμα, πιστεύει ότι το επείγον της αντιμετώπισης της κλιματικής κρίσης υπερκαλύπτει τους πιθανούς κινδύνους που συνδέονται με τα μεταλλαγμένα δέντρα. «Δεν έχουμε την πολυτέλεια», λέει, «να περιμένουμε 30 χρόνια και να βεβαιωθούμε ότι τίποτα δεν μπορεί να πάει στραβά»...

Πηγή: https://www.science.org/content/article/fight-climate-change-biotech-firm-has-genetically-engineered-very-peppy-poplar
Μετάφραση: Harry Tuttle