جایگاه زیست فناوری در تغییرات اقلیمی جهان

آیا زیست فناوری میتواند سیاره ما را نجات دهد؟ بیشتر مردم با شنیدن این پرسش به یاد غذاهای تغییر یافته ژنتیکی و داروهای جدید می افتند. اما فناوریهای مشابه تولید مواد غذایی و دارویی, برخی دانشمندان را به این فکر انداخته که این راهکارها میتواند تا حدی پدیده گرم شدن زمین را که به دلیل اثر گلخانه ای روی میدهد, تعدیل کند.
اثر گلخانه ای زمانی روی میدهد که انرژی تابشی محبوس شده در جو زمین از انرژی بازتابیده به فضا بیشتر باشد. گازهای کربن دار نظیر دی اکسید کربن و متان جزو مهمترین گازهایی هستند که باعث ذخیره حرارت در جو زمین میشوند. بر این اساس, هرچه میزان این گازها در جو افزایش یابد (مثلا به دلیل مصرف سوختهای فسیلی) جو زمین گرمتر میشود.
از آنجایی که جهان همچنان به مصرف سوختهای فسیلی وابسته است, میزان کربن وارد شده به جو با روندی به مراتب بیش از آنچه طبیعت قدرت دفع آنرا داشته باشد ادامه دارد. بنابراین هر عاملی که بتواند مستقیم یا غیر مستقیم کربن اضافی را از جو خارج کند, باعث کند شدن اثر گلخانه ای میشود. به نظر میرسد که راهکارهای زیست فناوری در این مورد مفید واقع شوند.
به طور کلی دو روش عمده برای کاهش میزان کربن جو وجود دارد: کاهش ورود کربن به جو (از طریق کاهش مصرف سوختهای فسیلی) و خارج کردن آن از جو از طریق تثبیت کربن در زمین یا آب دریاها.
پژوهشگران چند کاربری را برای گیاهان تغییر یافته ژنتیکی در این امر پیشنهاد کرده اند. یکی به کار گیری گیاهان تغییر یافته ژنتیکی موجود با هدفی متفاوت است. به گفته پروفسور "چارلز رایس", استاد علوم زراعی دانشگاه کانزاس, گیاهانی که برای مقاومت به خوابیدگی (ورس) در آنها دستکاری شده, از توانایی بالایی در تثبیت کربن برخوردارند.
به عنوان مثال, ارقام ذرت دستکاری شده به دلیل داشتن ساقه های صخیم تر و خشبی(چوبی)تر, کربن بیشتری را به صورت لیگنین و سلولز در خود ذخیره میکنند. این دو ترکیب در خاک به کندی تجزیه میشوند, بنابراین به گفته "رایس", "هرچه ماده زنده بیشتری تولید شود, کربن بیشتری در خاک تثبیت خواهد شد".
همین ویژگی میتواند به گیاهان دیگر نیز منتقل شود تا کربن بیشتری در خاک تثبیت شود. به عنوان نمونه میتوان گوجه فرنگیهایی تولید کرد که در عین تولید محصولی معمولی دارای ساقه ای چوبی باشد. در عین حال باید توجه داشت که تولید چنین رقمی آسان نیست, چرا که در روشهای اصلاحی (اعم از سنتی و نوین) گیاهان برای بهبود تنها یک ویژگی اصلاح میشوند, و در صورت تغییر در کیفیت محصول یا اثر آن بر محیط زیست, از آن استقبال نخواهد شد.
از سوی دیگر, تثبیت کربن در خاک تنها به کمک محصولات زراعی انجام نمیشود. "اسکات آنجل" میکروبیولوژیست گروه انرژی مرکز پژوهشهای بهبود تثبیت کربن در اکوسیستم های طبیعی از دانشگاه مریلند, مشغول مطالعه روی گونه های چمن و درختان و نیز فرایندهای طبیعی و شیمیایی است تا بتواند روشهای موثرتری را برای تثبیت کربن در اکوسیستم را طراحی کند.
"جف فیدلر", اقلیم شناس شورای دفاع از منابع طبیعی, معتقد است که دستکاری ژنتیکی گیاهان برای مقاصد اقلیمی امری است مطلوب, اما این فعالیتها را پاسخگوی نیازهای امروزی نمیداند: "من قصد کوچک جلوه دادن پژوهشها را ندارم, اما در ایالات متحده بزرگترین منابع تولید کربن, کارخانه ها و صنعت حمل و نقل است. و به نظر نمیرسد که راهکارهای زیست فناوری بتواند این مشکل را پوشش دهد."
با این وجود "آنجل" معتقد است تولید گیاهان مقاوم به علفکش میتواند به میزان قابل توجهی به تثبیت کربن در خاک کمک کند. علفهای هرز علاوه بر افزایش مصرف سوخت فسیلی به وسیله ماشین آلات (که به نوبه خود باعث ورود کربن به جو میشود), کربن خاک را در معرض اکسیژن قرار میدهد و احتمال برگشت کربن به جو را افزایش میدهد.
همچنین "رایس" معتقد است که میکروارگانیسم های تغییر یافته ژنتیکی نظیر باکتری ها و قارچها نیز میتوانند در تثبیت کربن ایفای نقش کنند. اگر بتوان با دستکاری ژنتیکی قارچها و باکتری ها را وادار به جذب کربن بیشتر کرد, مقدار قابل ملاحظه ای کربن توسط این دو گروه از جانداران تثبیت خواهد شد. قارچها به طور خاص از این نظر که کربن لایه های زیرین خاک را افزایش میدهند مورد توجه هستند.
"لیندا لیژور" قارچ شناس و ژنتیک دان آزمایشگاه ملی شمالغرب ایالات متحده به دنبال روشی است که در آن با دستکاری ژنتیکی, قارچها قادر به شکستن ملکولهای سلولز و تولید مواد سوختی مفید از پسماندهای گیاهی باشند, مانند تولید اتانل یا هیدروژن از سبوس غلات. او روزی را تجسم میکند که مردم سوخت خودروهای هیدروژنی خود را از چمن باغچه خود به دست آورند.
در حال حاضر خودروهای هیدروژنی, هیدروژن مورد نیاز خود را از سوخت فسیلی تامین میکنند, امری که جلوی افزایش میزان کربن در جو یا بی نیازی از سوختهای فسیلی را نخواهد گرفت. "لیژور" توضیح میدهد که این دو جنبه بسیار مورد توجه وزارت انرژی ایالات متحده است.
وی همچنین می افزاید که شناخته شده ترین قارچها مخمرها هستند, که قرنهاست از آنها برای تهیه الکل استفاده میشود. اما در مقابل, از قارچهای رشته ای که در خاک فراوان هستند اطلاعات چندانی در دسترس نیست. و هدف وی نیز مطالعه این دسته از قارچها به منظور کشف توانایی های آنها میباشد.
امکان تولید چنین فناوریهایی در کنار حساسیت همگانی نسبت به پدیده گرم شدن زمین, این احتمال را به وجود آورده که دانش زیست فناوری نقش بسزایی در کاهش کربن جو ایفا کند. به تدریج تلاشهایی در جریان است که بجای مخالفت با به کار گیری راهکارهای زیست فناوری, آنها را در حل مسائلی از این دست به کار گیرند.
"بلین متینگ" همکار خانم "لیژور" که بر روی تولید هیدروژن از میکربها کار میکند, میگوید: "کلیه این دستاوردهامحصول پژوهشهایی است که در زمینه های کشاورزی, فرایندهای صنعتی, و پاکسازی محیط زیست انجام شده است. به احتمال زیاد در آینده بخش عمده ای از پژوهشهای زیست فناوری مستقیما بر روی تثبیت گازهای گلخانه ای متمرکز خواهد شد.
با این وجود "فیدلر" یادآوری میکند که دستاورد این پژوهشها ممکن است زودتر از 20 الی 50 سال آینده نمایان نشود. او میگوید: "مشکلی که با آن مواجه هستیم, افکار عمومی است: مردم دوست ندارند 20 سال برای حل مشکلشان صبر کنند, به خصوص که معلوم نیست تمام پیش بینی ها درست از آب درآید. البته این به آن معنی نیست که زیست فناوری در تثبیت کربن نقشی نخواهد داشت, بلکه ممکن است در نظر مردم این کار مفید به نظر نیاید. لازم است ابتدا مردم بپذیرند که هیچ راه حل سریع و فوریی برای حل مشکلات وجود ندارد."
منبع: The Pew Initiative on Food and Biotechnology