הנדסה גנטית ביוטכנולוגיה עצים עשוי להיות המפתח לשמירת היער של אמריקה

בהשוואה לתינוקות שעברו גנים בסין ופרויקטים שאפתניים להצלת ממותות צמר מהכחדה, עצי ביוטכנולוגיה עשויים להישמע די מאולפים.

אבל שחרור עצים מהונדסים גנטית ליערות לאיומים על בריאות היער מהווה גבול חדש בביוטכנולוגיה. גם כאשר הטכניקות של הביולוגיה המולקולרית התקדמו, בני האדם עדיין לא שחררו צמח מהונדס גנטית המיועד להתפשט ולהתמיד בסביבה לא מנוהלת. ביוטכנולוגיה עצים - מהונדסים גנטית או גנים ערוכים - מציעים רק את האפשרות הזאת.

דבר אחד ברור: האיומים הניצבים בפני יערותינו רבים, ובריאותן של מערכות אקולוגיות אלה מחריפה. הערכה שנערכה על ידי שירות היערות האמריקאי לשנת 2012 העריכה כי קרוב ל -7% מהיערות ברחבי ארצות הברית נמצאים בסכנה של הפסד של לפחות רבע מצמחי העץ שלהם עד שנת 2027. הערכה זו עשויה שלא להישמע מדאיגה מדי, אך היא גבוהה ב -40% מההערכות הקודמות עשה רק שש שנים קודם לכן.

בשנת 2018, על פי בקשה של כמה סוכנויות פדרליות בארה"ב ואת הקרן האמריקנית ליערות וקהילות, האקדמיה הלאומית למדעים, הנדסה ורפואה הקימה ועדה "כדי לבחון את השימוש הפוטנציאלי של ביוטכנולוגיה כדי להפחית את האיומים על בריאות עץ היער." מומחים, כולל אני, מדענים חברתיים שהתמקדו בביוטכנולוגיות מתפתחות, התבקשו "לזהות את ההשלכות האקולוגיות, האתיות והחברתיות של פריסת ביוטכנולוגיה ביערות, ולפתח אג'נדה מחקרית לטיפול בפערי ידע".

חברי הוועדה שלנו הגיעו מאוניברסיטאות, סוכנויות פדרליות וארגונים לא ממשלתיים, ייצגו מגוון של דיסציפלינות: ביולוגיה מולקולרית, כלכלה, אקולוגיה של היער, משפטים, גידול עצים, אתיקה, גנטיקה של אוכלוסיה וסוציולוגיה. כל הפרספקטיבות הללו היו חשובות בהתחשב בהיבטים ובאתגרים הרבים של השימוש בביוטכנולוגיה לשיפור בריאות היער.

משבר ביערות בארה"ב

שינוי האקלים הוא רק קצה הקרחון. היערות מתמודדים עם טמפרטורות גבוהות יותר ובצורות ועוד מזיקים. כמו סחורות ואנשים לנוע ברחבי העולם, אפילו יותר חרקים פתוגנים טרמפיסטית לתוך היערות שלנו.

התמקדנו בארבעה מחקרי מקרה כדי להדגים את היקף איומי היער. בורר אפר האמרלד הגיע מאסיה וגורם לתמותה חמורה בחמישה מינים של עצי אפר. לראשונה זוהה על אדמת ארה"ב בשנת 2002, הוא התפשט ל -31 מדינות נכון לחודש מאי 2018. אורן Whitebark, אבן קיסטון ומיסודות היסוד בגבהים גבוהים של ארה"ב וקנדה, מותקף על ידי חיפושית האורנים ההררית המקומית ופטרייה. יותר ממחצית אורן הלבנים בצפון ארה"ב וקנדה מתו.

צפצפה עצים חשובים מערכות אקולוגיות riparian כמו גם עבור תעשיית מוצרי היער. הפתוגן פטריות יליד, ספטוריה מוסיבה, החלה לנוע מערבה, לתקוף אוכלוסיות טבעיות של עצי אלון שחורים ביערות בצפון האוקיינוס ​​השקט, וצמחייה היברידית מעובדת באופן אינטנסיבי באונטריו. ואת הפרת הערמונים הידוע לשמצה, פטרייה שהובאה בטעות מאסיה לצפון אמריקה בסוף המאה ה -19, מחקה מיליארדי עצי ערמון אמריקניים.

האם ביוטכנולוגיה יכולה לבוא להצלה? האם זה צריך?

זה מסובך

אמנם יש יישומים פוטנציאליים רבים של ביוטכנולוגיה ביערות, כגון מזיקים חרקים הנדסה גנטית כדי לדכא את אוכלוסיותיהם, התמקדנו במיוחד על ביוטכנולוגיה עצים שיכולים להתנגד מזיקים וגורמים פתוגנים. באמצעות הנדסה גנטית, למשל, החוקרים יכולים להכניס גנים, ממין דומה או לא קשור, המסייעים לעץ לסבול או להילחם בחרק או בפטרייה.

זה מפתה להניח כי זמזום והתלהבות עבור עריכת הגן יבטיח פתרונות מהירה, קלה וזולה לבעיות אלה. אבל ביצוע עץ ביוטכנולוגיה לא יהיה קל. עצים הם גדולים וארוכים ימים, כלומר, מחקר כדי לבדוק את עמידות ויציבות של תכונה הציג יהיה יקר לקחת עשרות שנים או יותר. אנחנו גם לא יודעים כמעט על הגנום המורכב והאדיר של העצים, בהשוואה למועדוני מעבדה כמו זבובי פירות וצמח החרדל, ארבידופסיס.

בנוסף, מכיוון שהעצים צריכים לשרוד לאורך זמן ולהתאים לסביבות משתנות, חיוני לשמר ולשלב את המגוון הגנטי הקיים שלהם בכל עץ "חדש". באמצעות תהליכים אבולוציוניים, אוכלוסיות עצים כבר יש הרבה התאמות חשובות לאיומים מגוונים, ואובדן אלה עלולה להיות הרסנית. כך שגם עץ הביוטק המפואר ביותר יסתמך בסופו של דבר על תוכנית גידול מתחשבת ומכוונת כדי להבטיח הישרדות ארוכת טווח. מסיבות אלה, ועדת האקדמיה הלאומית למדעים, ההנדסה והרפואה ממליצה על הגדלת ההשקעות לא רק במחקר ביוטכנולוגיה, אלא גם בגידול עצים, אקולוגיה של יער וגנטיקה של אוכלוסיות.

אתגרים פיקוח

הוועדה מצאה כי המסגרת האמריקאית המתואמת להסדרת הביוטכנולוגיה, המפיצה את הפיקוח הפדרלי על מוצרי ביוטכנולוגיה בין סוכנויות כגון EPA, USDA ו- FDA, אינה מוכנה לחלוטין לשקול את הכנסתו של עץ ביוטכנולוגיה לשיפור בריאות היער.

רוב ברור, הרגולטורים תמיד נדרש הכלה של אבקה וזרעים במהלך ניסויים בתחום הביוטכנולוגיה, כדי למנוע בריחה של חומר גנטי. לדוגמה, ערמון ביוטכנולוגיה לא הורשה לפרוח כדי להבטיח אבקה מהונדס לא יפוצץ את הנוף במהלך ניסויים שדה. אבל אם העצים הביוטכנולוגיים נועדו להפיץ את תכונותיהם החדשות, באמצעות זרעים ואבקת פרחים, כדי להציג עמידות למזיקים על פני נופים, יהיה צורך במחקרים על רבייה פראית. אלה אינם מותרים כיום עד לעץ ביוטכנולוגי לחלוטין.

חסרון נוסף של המסגרת הנוכחית הוא כי כמה ביוטכנולוגיה עצים עשויים לא דורשים שום ביקורת מיוחדת בכלל. ה- USDA, למשל, התבקש לשקול אורן loblolly כי היה מהונדס גנטית לצפיפות עץ גדולה יותר. אבל בגלל הרשות הרגולטורית של USDA נובע הפיקוח שלה על סיכונים הדברה צמח, הוא החליט כי אין לה שום סמכות רגולטורית על עץ ביוטכנולוגיה. שאלות דומות נשארות לגבי אורגניזמים שהגנים שלהם נערכים באמצעות כלים חדשים כגון CRISPR.

הוועדה ציינה כי התקנות בארה"ב אינן מקדמות שיקול מקיף של בריאות היער. למרות חוק מדיניות איכות הסביבה לפעמים עוזר, כמה סיכונים יתרונות פוטנציאליים רבים צפויים להיות מוערך. זה המקרה של עצי ביוטכנולוגיה, כמו גם כלים אחרים למניעת מזיקים וגורמים פתוגנים, כגון גידול עצים, חומרי הדברה ופרקטיקות ניהול אתר.

איך אתה למדוד את הערך של יער?

האקדמיה הלאומית למדעים, הנדסה, רפואה הדו"ח מציע מסגרת "שירותי המערכת האקולוגית" לבחון את הדרכים השונות כי עצים ויערות לספק ערך לבני אדם. אלה נע בין מיצוי של מוצרי יער לשימוש יערות עבור בילוי השירותים האקולוגיים יער מספק - טיהור מים, מינים הגנה, אחסון פחמן.

הוועדה גם הכירה בכך שדרכים מסוימות להערכת היער אינן מתאימות למסגרת השירותים האקולוגיים. לדוגמה, אם בעיני היער יש "ערך פנימי", אזי יש להם ערך כשלעצמם, מלבד האופן שבו בני האדם מעריכים אותם ואולי מרמזים על סוג של חובה מוסרית להגן עליהם ולכבד אותם. סוגיות של "פראות" ו"טבעיות "גם פני השטח.

טבע פראי?

באופן פרדוקסלי, עץ ביוטכנולוגיה יכול להגדיל ולהפחית את הפראות. אם הפראות תלויה בחוסר התערבות אנושית, עץ ביוטכנולוגיה יפחית את הפראות של יער. אבל אולי כך היה עץ היברידי שנולד באופן קונבנציונלי, שהוכנס בכוונה למערכת אקולוגית.

מה יקטין את הפראות יותר - את ההקדמה של עץ ביוטכנולוגיה או לחסל מינים של עצים חשובים? אין תשובות נכונות או לא נכונות לשאלות אלה, אבל הן מזכירות לנו את המורכבות של החלטות להשתמש בטכנולוגיה כדי לשפר את "הטבע".

המורכבות הזאת מצביעה על המלצה מרכזית של האקדמיה הלאומית למדעים, הנדסה ורפואה: דו-שיח בין מומחים, בעלי עניין וקהילות על איך להעריך יערות, להעריך את הסיכונים ואת היתרונות הפוטנציאליים של הביוטכנולוגיה, ולהבין תגובות ציבוריות מורכבות לכל פוטנציאל התערבויות, לרבות ביוטכנולוגיה. תהליכים אלה צריכים להיות מכובדים, דייקטיביים, שקופים וכוללים.

תהליכים כאלה, כגון סדנת בעלי עניין ב -2018 על ערער הביוטכנולוגיה, לא ימחקו סכסוך או אפילו יבטיחו הסכמה, אבל יש להם פוטנציאל ליצור תובנה והבנה שיכולים להאכיל את ההחלטות הדמוקרטיות שמוכרות על ידי ידע מומחה וערכים ציבוריים.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי ג 'ייסון א Delborne. קרא את המאמר המקורי כאן.