Αν η πρόοδος του ανθρώπου και της τροφής τα τελευταία 60 χρόνια αποτυπωνόταν μόνο σε τέσσερις αριθμούς, θα μπορούσαμε να πούμε ότι το 1960 ο μέσος όρος παραγωγής της παγκόσμιας γεωργίας ήταν 200 κιλά σιτηρών και ο παγκόσμιος πληθυσμός 3 δισεκατομμύρια. Σήμερα, η παραγωγή έχει διπλασιαστεί στα 400 κιλά, ενώ ο παγκόσμιος πληθυσμός έχει φτάσει τα 7 δισεκατομμύρια.

Μέχρι το 2050, για να τραφεί ο παγκόσμιος πληθυσμός θα έχει ανάγκη ακριβώς τη διπλάσια ποσότητα τροφής που παράγεται σήμερα.

Η παραγωγή τροφής όμως δίχως την κατανάλωση επιπλέον ενέργειας θα είναι ακατόρθωτη. Κάτι που σημαίνει ότι η κλιματική αλλαγή θα μετατρέψει σε πεπερασμένη την ποσότητα της αγροτικής παραγωγής, ακόμη και αν υπάρχουν οι απαραίτητες εκτάσεις προς σπορά. Ενα ντόμινο αύξησης του πληθυσμού και μείωσης της τροφής, που φαίνεται να καταλήγει σε αδιέξοδο.

Ωστόσο, κάποιοι διατείνονται ότι «λύσεις υπάρχουν». Ηθικές ή ανήθικες, επικίνδυνες ή αβλαβείς, τρεις εξειδικευμένοι επιστήμονες μιλούν στο γερμανικό περιοδικό Spiegel και δίνουν το δικό τους στίγμα για το μέλλον της ανθρωπότητας.

Οι λύσεις από τους πιο ειδικούς

Ντόναλντ Ορτ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις

Ο Ορτ είναι γνωστός στους κύκλους του ως ο «καλλιτέχνης της φωτοσύνθεσης». Και αυτό διότι εδώ και χρόνια έχει επιδοθεί σε έναν επιστημονικό αγώνα «εκπαίδευσης των φυτών». Αυτό που θέλει να καταφέρει είναι να τα εκπαιδεύσει να λειτουργούν διαφορετικά.

Τα φυτά μετατρέπουν το φως του Ηλίου σε ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης, όμως παράλληλα εκτελούν τη διαδικασία της φωτοαναπνοής, η οποία αποτελεί ένα είδος «αντιφωτοσύνθεσης» και περιορίζει τις δυνατότητες της φωτοσύνθεσης σε ποσοστά από 20% έως 50%. Με τη νέα βιοτεχνολογική μέθοδο που ανακάλυψε ο Ορτ, ξεπερνιούνται οι εγγενείς αδυναμίες της φυσικής φωτοσύνθεσης και μπορεί να βελτιωθεί η παραγωγικότητα σημαντικών καλλιεργειών παγκοσμίως, όπως του σιταριού και του ρυζιού. Και μάλιστα δίχως να χρειασθούν πρόσθετα λιπάσματα, φυτοφάρμακα ή νερό.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις και της υπηρεσίας Γεωργικής Ερευνας του υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ με επικεφαλής τον Ορτ, στο πλαίσιο των πειραμάτων τροποποίησαν γενετικά τα φυτά του καπνού, ώστε η φωτοαναπνοή να μη βάζει πλέον «φρένο» στη φωτοσύνθεση, κάνοντάς τα έτσι 40% πιο παραγωγικά σε πραγματικές συνθήκες.

«Θα μπορούσαμε κάθε χρόνο να θρέψουμε έως 200 εκατομμύρια περισσότερους ανθρώπους με τις θερμίδες που χάνονται εξαιτίας της φωτοαναπνοής, μόνο στις μεσοδυτικές Πολιτείες των ΗΠΑ. Ανακτώντας έστω μόνο ένα μέρος από αυτές τις χαμένες θερμίδες σε όλο τον κόσμο, θα συνέβαλε σημαντικά στο να ικανοποιήσουμε τις ταχέως αυξανόμενες ανάγκες για διατροφή τον 21ο αιώνα, οι οποίες οφείλονται στην αύξηση του πληθυσμού» δήλωσε ο Ορτ.

Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί το ένζυμο ρουμπίσκο (την πιο πλούσια πρωτεΐνη στη Γη) και την ηλιακή ενέργεια για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, σε σάκχαρα που τροφοδοτούν την ανάπτυξη του φυτού (και σε οξυγόνο που αναπνέουμε).

Δυστυχώς η ρουμπίσκο έχει πέσει «θύμα» της επιτυχίας της, καθώς έχοντας πια δημιουργήσει μια ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο, αδυνατεί να διακρίνει το μόριο του διοξειδίου από του οξυγόνου, με συνέπεια περίπου στο 20% των περιπτώσεων να «αρπάζει» μόρια οξυγόνου αντί διοξειδίου.

Αυτό οδηγεί στην εισαγωγή τοξικής ουσίας στο φυτό, το οποίο μετά υποχρεώνεται να την αποβάλει, ανακυκλώνοντάς την μέσω της φωτοαναπνοής. Αν το φυτό δεν υποχρεωνόταν να κάνει συνεχώς αυτή την ανακύκλωση μέσω της φωτοαναπνοής, η φωτοσύνθεσή του θα ήταν πολύ πιο αποτελεσματική και η ανάπτυξη του φυτού μεγαλύτερη.

Αρα το πρόγραμμα του Ορτ χρειάζεται αρκετές «διορθώσεις» μέχρι να γίνει λειτουργικό και φυσικά να εφαρμοστεί.

Ρεβέκα Μπαρτ, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Σεν Λούις

Η προστασία των φυτών από τις ασθένειες είναι η βασική έρευνα που κάνει η Ρεβέκκα Μπαρτ στο Κέντρο Ερευνας Φυτών Ντόναλντ Ντάνφορθ. Διότι αν μία ασθένεια χτυπήσει μαζικά σοδειές, τότε θα καταστραφούν εκατομμύρια τόνοι φυτών που παράγουν βρώσιμους καρπούς.

Η έρευνά της επικεντρώνεται στο πώς οι ιοί διεισδύουν στο φυτικό βασίλειο και αναζητά τρόπους που να τους αντιμετωπίζουν χωρίς αντιβιοτικά. Ενα από τα φυτά που θέλει να θωρακίσει είναι η κασάβα. Μία ρίζα που μοιάζει με μεγάλο καρότο, σε καφέ σκούρο χρώμα εξωτερικά και λευκό εσωτερικά.

Μπορεί η κασάβα να μην είναι γνωστή στη χώρα μας, όμως αποτελεί σημαντική τροφή για πολλές αναπτυσσόμενες χώρες. «Είναι ένα από τα πιο πλούσια σε θρεπτικά συστατικά τρόφιμα και φύεται σε μέρη του πλανήτη που δεν περιμένει κανείς να δει πράσινο. Μάλιστα, δεν χρειάζεται ούτε λίπασμα» αναφέρει στο Spiegel η ίδια.

Κάθε χρόνο καλλιεργούνται 300 τόνοι κασάβα στον κόσμο και το πρόβλημα που ενδέχεται να αντιμετωπίσουν, είναι οι ιογενείς λοιμώξεις. Η νόσος του ιού της καφέ ράβδωσης (CBSD) είναι η πιο σημαντική γνωστή απειλή για τις καλλιέργειες του φυτού σε ολόκληρο τον κόσμο.

Η δρ Μπαρτ έχει αφιερώσει πολλά χρόνια στην έρευνα και στόχος της είναι να τροποποιήσει γενετικά τα φυτά, ώστε να τους προσφέρει φυσικό αμυντικό μηχανισμό απέναντι στον ιό.

Ωστόσο, η μέθοδός της δεν φαίνεται να παρέχει πλήρη προστασία από τους ιούς. Στο εργαστήριο οι επιστήμονες προσπαθούν να ενσωματώσουν την αντίσταση στη νόσο σε ένα κατάλληλο στέλεχος του γονιδίου της κασάβα.

Βέβαια, ακόμη και αν τα καταφέρει να δημιουργήσει γενετικά τροποποιημένη κασάβα που δεν θα την «πιάνουν» ασθένειες, θα αντιμετωπίσει σίγουρα ηθικά διλήμματα από ομάδες «αντιφρονούντων», όπως ακριβώς έχει γίνει με τους γενετικά τροποποιημένους σπόρους της Μονσάντο και άλλων βιοτεχνολογικών εταιρειών του τομέα της αγροτικής ανάπτυξης.

Κάτι που παραδέχεται και αναμένει και η ίδια η δρ Μπαρτ. «Τα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε δεν είναι μόνο τεχνικά στο κομμάτι της έρευνας, περιμένουμε και πολλές κοινωνικές αντιδράσεις για την μετάλλαξη των φυτών».

Ζαν – Μισέλ Ανέ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ουισκόνσιν-Μάντισον

Με διδακτορικό στην κυτταρική και μοριακή βιολογία, ο Ανέ επικεντρώνεται στην κατανόηση των συμβιωτικών σχέσεων μεταξύ φυτών και μικροβίων και πώς αυτές θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα λιπάσματα. Γιατί; Διότι η βιώσιμη γεωργία «απαιτεί» να αποκλειστούν τα λιπάσματα ως «αρωγοί» ανάπτυξης των φυτών.

Αυτό θα το καταφέρει μεταφέροντας τις ιδιότητες των φυτών που μπορούν να μεγαλώσουν χωρίς καθόλου λίπασμα, σε συμβατικούς σπόρους φυτών που το έχουν ανάγκη, αλλά χωρίς γενετική μηχανική παρέμβαση.

«Σήμερα ο μισός πληθυσμός της Γης καταναλώνει συνθετικά λιπάσματα, για την παρασκευή των οποίων είναι απαραίτητο το άζωτο της ατμόσφαιρας, κάτι που για να δημιουργηθεί απαιτείται φυσικό αέριο» εξηγεί ο Ανέ. Το 30% του κόστους για την ανάπτυξη σίτου, είναι δαπάνες για λιπάσματα.

Στο μεταξύ, υπάρχουν φυτά που αναπτύσσονται φυσιολογικά με πολύ λιγότερες τεχνητές θρεπτικές ουσίες. Για παράδειγμα η σόγια. Μόνο το 5% του κόστους ανάπτυξής της δίνεται σε λιπάσματα. Αυτό συμβαίνει επειδή το φυτό ζει συμβιωτικά με βακτήρια τα οποία αντλούν άζωτο από τον αέρα.

«Αυτό που προσπαθώ να επιτύχω με την έρευνά μου, είναι να διδάξω στα φυτά πώς να παράγουν αυτό το ένζυμο απευθείας στα κύτταρά τους. Ετσι, θα μπορούν να δημιουργούν το δικό τους λίπασμα».

Σε αυτή τη φάση ο Ανέ μελετά το στέλεχος ενός καλαμποκιού, το οποίο πετυχαίνει με άψογο τρόπο την αυτόματη και αυτόνομη παραγωγή λιπάσματος. «Αυτά τα φυτά είναι εξαιρετικά από όποια πλευρά και αν τα δεις». Τα καλαμπόκια αναπτύσσονται σε υψόμετρο 1.500 – 2.000 μέτρων και σε εδάφη με εξαιρετικά φτωχό σε θρεπτικά συστατικά χώμα. Τη στιγμή που το συμβατικό καλαμπόκι προσλαμβάνει μόνο το 0,1% του αζώτου από την ατμόσφαιρα, το συγκεκριμένο «τραβάει» το 50%!

Αναζητώντας τον λόγο οι επιστήμονες, ανακάλυψαν ότι οι κορμοί του εξωτικού καλαμποκιού καλύπτονται από εναέριες ρίζες, που αυξάνονται καθόλη τη διάρκεια της ζωής του. Οταν βρέχει, δημιουργείται πάνω τους μία πηκτή λάσπη, στην οποία αναπτύσσονται βακτήρια, και αυτά με τη σειρά τους βοηθούν τελικά στην παραγωγή του αζώτου από τον αέρα.

Η μελέτη του Ανέ χρειάζεται τουλάχιστον δέκα χρόνια για να υλοποιηθεί, αλλά όπως κάθε επιστημονική εξέλιξη, ουδείς μπορεί να εγγυηθεί ότι το εγχείρημα θα στεφθεί με επιτυχία.

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News