أشجار الكائنات المعدلة وراثيا لالتقاط المزيد من ثاني أكسيد الكربون، إيجابيات وسلبيات

أنشأ Living Carbon أشجارًا أكبر من الحور الرجراج من أجل امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أكثر من الشجيرات العادية.

• Living Carbon هي شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا الحيوية تقوم باختبار النباتات المعدلة وراثيًا لزيادة احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه.
• وذكرت الشركة أن أشجار الحور التي تنتجها نمت بمعدل أسرع بنسبة 50 في المائة من تلك التي لم يتم تعديلها خلال اختبار دام خمسة أشهر في دفيئة.
• والآن، تمت زراعة أول أشجار التكنولوجيا الحيوية في حقل خاص في ولاية جورجيا.
• يمكن أن تساعد النتائج في مواجهة أزمة المناخ، ولكن هناك أيضًا قلق بشأن إدخال شجيرات معدلة إلى البيئة.

يزيد كفاءة عملية التمثيل الضوئي في الأشجار وذلك لجعلها تنمو بشكل أسرع وتلتقط المزيد ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.هذه هي عملية التكنولوجيا الحيوية المبتكرة التي تنفذها الشركة الأمريكية الناشئة الكربون الحي الذي حصل مؤخرا زرعت الشجيرات المعدلة في العشب لأول مرة في الهواء الطلق.وتخطط الشركة التي يقع مقرها في سان فرانسيسكو لزراعة ما بين 4 إلى 5 ملايين شجرة بحلول منتصف العام المقبل، وهو ما يقولون إنه سيساعد في مكافحة تغير المناخ.

مشروع الكربون الحي

فريق Living Carbon لديه تم إنشاء نظام في المختبر لتعزيز عملية التمثيل الضوئي في أشجار الحور.من خلال زيادة كفاءة العملية الطبيعية، يمكنهم ذلك مساعدة الأشجار على النمو بشكل أسرع وبالتالي زيادة احتجاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.بعد إجراء اختبارات أولية على عدة أجيال من شتلات الأشجار التي تمت دراستها في بيئة خاضعة للرقابة، أظهرت أشجار الحور المحسنة زيادة بنسبة 53% في إنتاج الكتلة الحيوية.تشير البيانات الناتجة عن التحليلات الجزيئية والمورفولوجية والفسيولوجية أيضًا إلى أن التصميم يعمل على النحو المنشود وبالتالي الشجيرات الجديدة يمكن أن تكون مفيدة في مكافحة تغير المناخ."نحن نواصل دراسة النباتات المعززة لعملية التمثيل الضوئي في التجارب الميدانية، إلى جانب آليات العمل الأخرى لتعزيز عملية التمثيل الضوئي و إطالة مدة تخزين الكربون في الأشجار” وأوضح الباحثون بواسطة الكربون الحي.

نمت الهندسة الوراثية بسرعة في السنوات الأخيرة، لتصبح مجالًا رئيسيًا للاهتمام والبحث في المجتمع العلمي.نظرا للأضرار الناجمة عن جالتغيرات المناخية والظروف الجوية القاسية، والحكومات والعلماء في جميع أنحاء العالم يبحثون عن طرق مختلفة لتقليل الوجود الضار لثاني أكسيد الكربون.إحدى الطرق المبتكرة للقيام بذلك هي استخدام الهندسة الوراثية لجعل الشجيرات أطول وبها أوراق أكثر، بحيث تكون أكثر كفاءة في امتصاص العناصر الضارة بالبيئة.

أهمية الأشجار والآثار السلبية المحتملة

لتجاربه، تم اختيار Living Carbon طريق لتحديث التنفس الضوئي واختبار فاعليته في تحسين التمثيل الضوئي في أشجار الحور الهجين.التنفس الضوئي هو عملية جانبية لعملية التمثيل الضوئي تعمل على إبطاء النمو وإطلاق الكربون في الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون.لتنمو بشكل أسرع، تقوم الأشجار المعدلة بإعادة تدوير منتج ثانوي سام لعملية التمثيل الضوئي مع طاقة أقل، التقاط المزيد من ثاني أكسيد الكربون مع مرور الوقت.

"لقد قمنا بدمج العمليات الطبيعية للنباتات والطحالب الأخرى لتحقيق نفس التأثير المتمثل في تجنب التنفس الضوئي.والنتيجة هي إنشاء مصانع تقوم بتحويل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة أكبر"، نقرأ في وثيقة عرض المشروع.تتضمن التكنولوجيا الحيوية النباتية دمج قطعة واحدة أو أكثر من قطع الحمض النووي الجديدة في الجينوم المضيف؛بدأت العديد من الأشجار الأولى التي تم استبدالها بواسطة Living Carbon قريبا لإظهار نمو أسرع, ، كما يتضح من الزيادة في الطول والحجم، وكذلك من خلال قياسات قطر الجذع.وقام الفريق بنقل هذه النباتات من صناديق زراعة الأنسجة إلى أوعية التربة لتنمو في الدفيئة الخاصة بالشركة.

الكربون الحي لم ينشر بعد مقالات مراجعة علميا;نتائجها الوحيدة المعلنة تأتي من تجربة الدفيئة التي استمرت بضعة أشهر.أثارت هذه البيانات اهتمام بعض الخبراء، لكن المجتمع العلمي ركز عليها أيضًا الآثار السلبية المحتملة فيما يتعلق بإدخال الأنواع المعدلة بين الأشجار الطبيعية والمخاطر الناجمة عن تكيف الحيوانات والحشرات مع الشجيرات الجديدة."إن أشجار الحور التي تستخدمها شركة Living Carbon جميعها من الإناث، لذلك لا يمكنها إنتاج حبوب اللقاح. يمكن تلقيحها بواسطة أنواع أخرى من أشجار الحور البرية, ، لكنها لا تتزاوج عادة مع الأنواع المحلية في جنوب الولايات المتحدة - أوضح باحث الغابات جورجيو فاتشيانو خلال حلقة من بودكاست أخبار من كوكب الأرض -.يمكن لتقنيات التحسين الوراثي أن توفر دعمًا مهمًا لاستخدام الأشجار والغابات للتخفيف من آثار أزمة المناخ والتكيف معها، بشرط إجراء مراقبة دقيقة لتحديد أي آثار بيئية غير مرغوب فيها على الفور".ومن بين الظروف غير المواتية المحتملة، خطر التهجين, ، حيث تنتقل جينات الأشجار المعدلة إلى النباتات البرية والمحاصيل الأخرى، مما قد يؤدي إلى إنشاء أنواع غازية جديدة أو تغيير النظم البيئية الحالية، بالإضافة إلى انخفاض في أنواع أخرى من النباتات، وخاصة الأنواع المحلية والمهددة بالانقراض.هناك أيضا الضرر المحتمل على صحة الإنسان ما إذا كانت أشجار التكنولوجيا الحيوية تنتج مواد مثيرة للحساسية أو سموم أو مواد مسرطنة يمكن أن تؤثر على الأشخاص الذين يستهلكون منتجاتها أو يتعاملون معها.

الاختبار الميداني

وذكرت الاختبارات في الدفيئة ذلك نمت أشجار الحور المعدلة بنسبة تصل إلى 53 بالمائة في خمسة أشهر مقارنة بتلك غير المعدلة، التقاط 27 بالمائة أكثر من ثاني أكسيد الكربون, ، بحسب بيان الشركة.وفي فبراير 2023، قام موظفو الشركة الناشئة بزراعة صفوف من أشجار الحور الجديدة في جنوب جورجيا، لبدء الاختبار الميداني الذي ستتوفر نتائجه في الأشهر المقبلة.

والآن، تأمل الشركة أن تبدأ قريبًا المزيد من التجارب الميدانية في مواقع مثل أوريغون وبنسلفانيا لتحقيق نجاح مماثل لما حدث في المختبر.ويركز الفريق حاليا على البذر على أرض خاصة.في عام 2021، حصلت شركة Living Carbon على منحة بقيمة 500 ألف دولار من وزارة الطاقة الأمريكية، بالإضافة إلى جولة استثمارية بقيمة 36 مليون دولار.وتظهر العائدات الاهتمام العام والخاص بالأشجار المعدلة وراثيا التي يمكن أن تفعل ذلك إزالة مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون من الجو مرة واحدة مزروعة على نطاق واسع.وإذا أثبت الاختبار الميداني صحته وتم أخذ التأثيرات السلبية في الاعتبار على نحو كاف، فإن الأشجار المعدلة وراثيا ــ التي يطلب الكربون الحي عدم تعريفها على أنها معدلة وراثيا ــ من الممكن أن تصل إلى الغابات، فتتغير ارتفاع الأشجار وتساهم في مكافحة المناخ.