בחיק הטבע, לעתים קרובות זה כל יצור לעצמו - אפילו צמחים. לאחר המכשירים שלהם, רוב מיני הצמחים הבריים רק יוצרים מספיק אנרגיה בכדי להניח שורשים ולהפיק עלים וזרעים. אבל בני האדם רצו יותר.
אנשים מגדלים ועצבים צמחים כבר אלפי שנים - מה שהופך אותם לחסרי באגים ועוזרים להם לגדל פירות וירקות מתוקים, גדולים יותר. כעת, מחקרים חדשים מצביעים על כך שנוכל לגרום לצמחים לעבוד קשה עוד יותר, ולשפר באופן קיצוני את ייצור היבולים בעתיד, מדווח ג'סטין גיליס ל"ניו יורק טיימס " .
הפרופסור למדעי היבול סטיבן לונג וצוותו מאוניברסיטת אילינוי, אורבנה-שמפיין, הכניסו את הגנים לשלושה חלבונים המעורבים בפוטוסינתזה לצמחי טבק, מה שגרם להם לגדול 14 עד 20 אחוז יותר מהצמחים שלא השתנו, על פי המחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Science.
איך זה עובד?
כאשר עלי הצמח נחשפים לאור השמש, הם סופגים חלק מאנרגיית האור להנעת פוטוסינתזה. אבל השמש מייצרת יותר אור ממה שהעלה יכול להתמודד. למעשה, כל כך הרבה אנרגיה פוגעת בעלים עד שהיא יכולה להלבין או לפרוס את העלה אם לא מטפלים בו. לפיכך יש לצמחים מנגנונים המופעלים באור שמש בהיר כדי להפיץ את האנרגיה הנוספת הזו כחום, תהליך המכונה מרווה לא פוטוכימית (NPQ).
הבעיה היא, NPQ יכול להימשך כחצי שעה כדי להפסיק אם עננים או צללים אחרים מעצימים את קרני השמש הזוהרות באופן זמני. במקום לשרטט פוטוסינתזה ולרטש את NPQ, המפעל ממשיך לבזבז הרבה אנרגיה זו כחום. במהלך יום אחד, לונג וצוותו חישבו כי תהליך ה- NPQ האיטי הפחית את תפוקת היבול בשיעור של 7.5 עד 30 אחוזים.
כדי לגרום לצמחים לכבות את NPQ במהירות רבה יותר, הצוות הצוות העביר גנים לשלושה חלבונים מצמח הידוע בשם cale thress לצמחי הטבק - שנבחרו בגלל קלות הטיפול שלהם. הם גידלו את היבולים שעברו מניפולציה והגיעו לתוצאות מרשימות. זן אחד של תפוקת טבק עלה 13.5 אחוז, 19 אחוז אחר ו 20 אחוז במגוון שלישי של טבק, מדווחת גיליס.
החוקרים מאמינים ששיטותיהם יתורגמו לגידולי מזון במטרה בסופו של דבר לשפר את יבול היבול. חלק גדול מהמחקר שלהם מומן על ידי קרן גייטס הפילנתרופית, המממנת פרויקטים רבים במטרה לשפר את ייצור המזון ברחבי העולם, מדווח גיליס. ישנן תוכניות לבחון את המושג הבא בגידולי מזון כמו אפונה, אורז וקאסאבה, החשובים באזורים חסרי ביטחון במזון באפריקה.
"האו"ם צופה שעד 2050 נצטרך לייצר כ -70 אחוז יותר מזון על האדמות בהן אנו משתמשים כיום, " אומר לונג בהודעה לעיתונות. "הגישה שלי היא שחשוב מאוד שהטכנולוגיות החדשות האלה יהיו על המדף עכשיו מכיוון שעברו 20 שנה עד שהמצאות כאלה יכולות להגיע לשדות איכר. אם לא נעשה את זה עכשיו, לא יהיה לנו פיתרון זה כשאנחנו זקוקים לו. "
לא כולם משוכנעים לחלוטין מתוצאות הטבק, מה גם שטבק הוא עלה ואינו מייצר זרעים או דגנים. "איך זה נראה באורז או בתירס, בחיטה או בסלק סוכר?" ל 'ואל גיידינגס, עמית בכיר בקרן טכנולוגיית המידע והחדשנות בוושינגטון, שואל את גיליס. "אתה צריך להכניס את זה לקומץ של היבולים החשובים לפני שתוכל להראות שזה אמיתי וזה הולך להשפיע מאוד. אנחנו עדיין לא שם. "
אך ישנם סימנים לכך שהטכנולוגיה מציבה את האנושות על סף המהפכה הירוקה השנייה, בה סוגים חדשים של גידולים מוגדרים-עליים - המסוגלים לעמוד בבצורת, מליחות ופוריות ירודה - יביאו תזונה וביטחון מזון למדינות מרוששות ברחבי העולם.
לאחרונה, החוקרים רצפו את הגנום של 3, 000 זני אורז, מה שעשוי לעזור להם למצוא את הגנים השולטים בעמידות בפני חומרי הדברה ועלייה בתפוקה. חוקרים אף פיתחו גרסה סינתטית של פוטוסינתזה, שעשויה לעזור להם להבין דרכים לייעל את התהליך בגידולי מזון ויכולה גם לעזור להוציא מעט פחמן דו חמצני מהאווירה.
