Как выиграть гонку со временем
Проходы в продуктовом магазине на углу могут выглядеть обыденно. Но когда вы проходите мимо штабелей вишни и черники, колосьев кукурузы и бутылок белого вина, считайте, что вы становитесь свидетелем гонки со временем.
Каждый день на нашей планете становится все жарче и немного больше людей. Каждый день нам нужно выращивать больше еды перед лицом все более враждебных условий. Каждый день ученые стремятся вывести более стойкие культуры, способные противостоять растущей жаре, засухе и свирепым штормам, чтобы прокормить растущее население.
«Наши существующие сорта сельскохозяйственных культур, наши существующие семена не обязательно хорошо адаптированы к новым условиям», - сказал Гленн Деннинг, профессор политики развития Колумбийского университета. «Мы должны искать в другом месте».
Гонка никогда не останавливается. Это происходит год за годом в наших лабораториях, на наших фермах и в проходах наших супермаркетов. Нам удалось оставаться на шаг впереди во многом благодаря человеческой изобретательности.
В поисках более совершенного урожая вот-вот произойдет качественный скачок. Ученые разработали революционную технологию, которая позволит нам выращивать новые культуры для более сурового климата.
Это называется редактированием генов, и оно может оказаться жизненно важным для нашего выживания в более теплом мире.
На протяжении большей части истории человечества генная инженерия означала выращивание необычайно вкусных фруктов и овощей. Возьми кукурузу. Из поколения в поколение мы делали кукурузу из похожего растения с меньшим количеством зерен, каждое из которых было скрыто под твердой оболочкой.
Сегодня нам не нужно ждать желаемых мутаций. Мы можем заимствовать полезные черты у других видов. Ученые встроили ДНК бактерий, которые, как известно, убивают насекомых, в генетический план кукурузы. Полученный урожай может отбиваться от вредителей. Этот процесс называется генетической модификацией.
Генетическая модификация, хотя и опережает селекционное размножение на световые годы, может быть медленным и громоздким. Думайте об этом как о редактировании книги, вставляя новые страницы между случайно выбранными главами.
С помощью редактирования генов ученые могут изменить каждую букву, точку и восклицательный знак в этой книге с невиданной ранее скоростью и точностью. Используя инструмент под названием CRISPR, исследователи могут включать и выключать определенные гены. Технология сделала редактирование генов быстрее, дешевле и эффективнее.
«Эти новые инструменты потенциально позволяют нам пойти намного дальше, чем мы смогли сделать с помощью традиционных подходов к разведению», - сказал Деннинг. «Мы можем быть гораздо точнее. Мы можем вывести новые сорта гораздо быстрее».
Исследователи DuPont Pioneer уже использовали CRISPR для создания сорта кукурузы, который лучше переносит засуху. В ближайшие годы эта технология позволит получить новое поколение устойчивых к изменению климата культур.
Человеческая раса не может ждать. К середине века население мира составит почти 10 миллиардов человек. В новом отчете Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН отмечается, что большая часть этого роста придется на «регионы с наибольшей распространенностью недоедания и высокой уязвимостью к последствиям изменения климата».
Южная Африка - одно из таких мест. Регион борется с продолжающейся засухой, которая привела к увяданию посевов, в результате чего миллионы людей остались голодными. В ответ эксперты настаивают на «климатически оптимизированных семенах». Некоторые организации, такие как «Засухоустойчивая кукуруза для Африки», работают над тем, чтобы снабжать фермеров семенами, способными выдерживать постоянно засушливые условия. Откуда берутся эти семена?
Они часто поступают из семенных банков, хранилищ проверенных в боях культур, приспособленных к засухе, вредителям и другим невзгодам. Деннинг говорит, что банки семян становятся все более важными в эпоху изменения климата, но они не всегда могут содержать ответ.
«В будущем нам нужно будет производить больше еды», - сказал Деннинг. «Нам нужно будет гораздо эффективнее производить эту еду. Многие черты, которые нам нужны, на самом деле недоступны естественным образом».
Важно отметить, что CRISPR может только приглушать или усиливать определенные признаки у существующих видов. Даже когда ученые используют редактирование генов для создания климатически оптимизированных семян, они все равно должны набирать сырье из семенных банков. Но с помощью CRISPR исследователи могут выращивать культуры, которых нет в банках семян или в дикой природе, и это имеет неизмеримое значение.
«[Представьте] фермера в Танзании, который выращивает маниоку, подвергшуюся атаке вируса, и в банках семян нет известного сопротивления», - сказал Деннинг.«Если вы пойдете к этой женщине и скажете: «Мы работаем над новым сортом, устойчивым к этому вирусу», эта женщина ответит: «Давай! Я хочу это сейчас, сколько мне еще ждать?»
Не все чувствуют себя гипотетическим танзанийским фермером Деннинга. У некоторых есть опасения по поводу редактирования генов. Одна из проблем заключается в том, что генетически отредактированные культуры передают свои черты будущим поколениям. Определенная черта, скажем, способность защищаться от корневых червей, станет повсеместной в популяции. Устойчивые к вредителям культуры могут поставить корневого червя на грань исчезновения, вытеснив потенциально жизненно важные виды из экосистемы.
«Я думаю, вы должны быть глупы, чтобы убрать это со стола как вариант, как способ решения некоторых проблем, которые мы до сих пор не понимаем в будущем», - сказал Деннинг. «Нам нужно иметь все инструменты торговли готовыми и в такой момент, когда мы можем очень быстро их развернуть, иначе нас ждут катастрофы.”
В Западной Европе повсеместное противодействие генетически модифицированным продуктам привело к запрету ГМО. Мы можем увидеть аналогичное сопротивление редактированию генов в более богатых странах. В тех местах, где люди уже справляются с изменением климата - Зимбабве, Малави и Танзания, например это, скорее всего, будет долгожданным событием.
«Если бы у нас были семена, которые более эффективно использовали бы наши ресурсы, нашу землю, наши питательные вещества и нашу воду, я думаю, это было бы потенциально большим вкладом в решение проблемы изменения климата», - сказал Деннинг. «И я думаю, что мы только начинаем понимать возможности генетической модификации и инструменты редактирования генов».
Джереми Дитон пишет для Nexus Media, синдицированной ленты новостей, посвященной климату, энергетике, политике, искусству и культуре. Вы можете следить за ним на @deaton_jeremy.