Birlemiş Milletlerin düzenlediği Hükümetler-arası İklim Değişimi Paneli’nin (IPCC) toprak kullanımına ilişkin özel raporu, toprak kullanımı ve iklim değişimi arasındaki ilişkiyi masaya yatırdı. Raporun sonuçları mühim bir paradoksa işaret ediyor: insanlar tür olarak gelişimleri boyunca toprağı kullandılar ama bu ciddi bir yıkıma sebebiyet verdi. Zararlı toprak kullanımı, bilhassa tarım, çölleşme ve bataklıkların oluşması şu anda insanların sebebiyet verdiği sera-gazı emisyonlarının %23’üne tekabül ediyor.
Bu bağlamda genom düzenleme teknolojisinin iklim değişimiyle başa çıkmak için bir çözüm olabileceği iddia ediliyor. Enformasyon Teknolojisi ve Inovasyon Derneği’nin (ITIF), bu yılın Eylül ayında yayımlanan İklim için Gen Düzenleme: Sera Gazı Salınımlarını Azaltmak için Biyolojik Çözümler isimli raporu, gen düzenleme teknolojisinin temiz enerji gibi iklim çözümleri geliştirmek için kullanılabileceğini belirtiyor. Söz konusu teknolojinin bu alanda pek çok çözüm sunabileceği bildiriliyor.
Daha dayanıklı tahıllar
Anne Freier, Medium’daki yazısında iklim değişiminin gıda güvenliğine olumsuz etkilerini el aldıktan sonra, gen düzenleme teknolojisinin nasıl çözümler sunabileceğini tartışıyor. İklim değişimi kaynaklı öngörülemez iklim örüntüleri, artan karbondioksit yoğunluğu, haşerelerin ve patojenlerin artış göstermesi pek çok tahıla hasar veriyor. Gerçekten de mevcut tarım politikaları iklim krizinin önemli nedenlerin biri olduğu kadar iklim değişimi de mevcut koşullarda tarımsal üretimi sürdürülemez kılıyor. Paradoksal ama oldukça anlaşılabilir bir döngü bu.
Minnesota Üniversitesi’nin gerçekleştirdiği bir araştırmaya göre, iklim değişimi dünyanın en mühim tahıllarının verimini olumsuz etkiliyor. Yıllık pirinç randımanı %0.3, buğday hasadı %3.5 oranında düştü.
Araştırmanın yazarlarından Deepak Ray, “Bu oldukça ciddi bir sorun, gıda güvenliği olmayan pek çok ülkede açlık önemli bir mesele haline gelecek,” diyor.
Isınan hava, bitki patojenlerinin ve haşerelerin gelişmesine neden oluyor ve bitkilerin savunma mekanizmalarına hasar veriyor. Küresel sıcaklıklarda 1 derecelik bir artış sonucunda, mısır, pirinç ve buğday tahıllarının tahminen %10 ila %25’i haşerelerden olumsuz etkilenecek.
“Neredeyse bütün iklim değişimi senaryolarında, bilhassa oldukça üretken olan ılıman iklim kuşağındaki bölgelerde kazanan hep haşere popülasyonları olacak, bu durum gerçek gıda ücretlerinin artmasına, gıda güvenliği olmayan ailelerin olumsuz etkilenmesine neden olacak,” diyor Stanford Üniversitesi’nden Rosamond Naylor. Belli bir eşiği aştıktan sonra, bitki patojenlerini kontrol etmek güç olacak. Üstelik bu patojenler mevcut ilaçlara karşı direnç de geliştirebilirler.
Bu yıl kimya Nobel ödülünü alan yeni gen düzenleme teknolojisi bu soruna bir çözüm olabilir mi? Kıtlığa, tuzlu suya, sele ve patojenlere dayanıklı tahıl çeşitleri geliştirebilir miyiz? Genetiği değiştirilmiş ürünler bir zamandır mevcut ancak gen düzenleme farklı bir teknoloji, diyor Freier. Genetiği değiştirilmiş ürünlerde diğer organizmaların genleri kullanılır, gen düzenleme ise diğer organizmalardan DNA eklemeden söz konusu bitkide mevcut genleri bulur, değiştirir veya birinin yerine diğerini koyar.
CRISP gerçekten de bitkileri gelecek tehditlere adapte etmek için kullanılan ekonomik bir yöntem olarak ortaya çıktı. Bu alanda, dünyada 3.5 milyar kişiyi besleyen pirinç umut vaat eden sonuçlar verdi. Çin’de Huazhong Tarım Üniversitesi’nden araştırmacılar, OSRR22 genini etkisiz kılarak pirincin tuz toleransını artırdı. Geleneksel pirinç üretme yöntemleri yıllar alırken, HAU takımının geliştirdiği tuza toleransı yüksek pirincin yetiştirilmesi bir yıldan az zaman alıyor. Bilim insanları bu şekilde sıcağa dayanıklı, kuraklığa dayanıklı (ARGOS8 geni değiştirilmiş mısır) tahıllar geliştirdi.
Bu arada, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi Bitki ve Mikrobiyal Biyoloji Bölümü’nden araştırmacılar, CRISP’i kullanarak enfeksiyona bağışıklığı olan domatesler yetiştirdi. SIDMR6-1 geninin belli kısımlarını silen araştırmacılar domateslerin bu sayede pek çok patojene direnç geliştirdiğini buldu.
Gübre bağımlılığını artırmak için nitrojen sabitleme
Gübre bağımlılığı iklim değişiminin olumsuz etkilerini artırabilir. Sentetik nitrojen gübresi üretmek için kullanılan Haber-Bosch süreci fosil yakıta ihtiyaç duyar. Aşırı nitrojeni süzmek de su kanallarını kirletir ve iklim değişiminden olumsuz etkilenen su türlerini tehdit eder.
Şu anda bu soruna çözüm bulmak için CRISP kullanılarak besin emilimi daha yüksek bitkiler geliştirilmeye çalışılıyor. Nitrojen istemeyen bitkiler -bezelye, fasülye, alfalfa ve karanfil gibi- bu nitrojen ihtiyacını nitrojen sabitleyen bakterilerden elde ediyor. Bakteri, diğer yollarla çevredeki nitrojeni alarak bunu bitkilerin sindirebileceği bir biçime çeviriyor. Araştırma grupları, diğer bitkilerin de bakterilerle böyle bağlar kurabilmesini sağlayacak şekilde onları geliştirmeye çalışıyor.
Diğer bir yöntem de toprak mikropları geliştirmek. Pivot Bio isimli şirket, CRISP teknolojisini kullanarak sentetik gübre ihtiyacımızı azaltmak bu yöntemi kullanıyor.
Gıdaların raf ömrünü artırmak
Üretim, satış ve tüketim sürecinde gıdaların kullanılmadan atılması da başka bir sorun. CRISP teknolojisi vasıtasıyla bilim insanları raf ömrü daha uzun gıdalar geliştiriyor.
Metan salınımını engelleyen bitkiler geliştirmek
Gıda üretimi de sera gazı salınımına yol açıyor. Dünyada milyarlarca insanı besleyen pirinç ciddi miktarda metan salınıma neden olur. Kaba yem yiyen büyük baş hayvanlar da ciddi miktarda metan gazı salınımına neden olur.
CRISP teknolojisini kullanan bilim insanları, daha az metan üreten pirinç ve sindirimi daha kolay inek yemleri geliştiriyor.
Biyo-yakıt alanında CRISP
Fosil yakıt kullanımının karbondioksit emisyonlarının salınımına etkisi bilinen bir gerçek. Bütün eleştirilere rağmen, karbon emisyonları 2018 yılında aşağı yukarı %2.7 oranında arttı. Biyo-yakıtlar -biyo dizel, biyo etanol- buna bir yanıt olarak geliştirildi. Bunlar, yenilen ve yenilemeyen tahıllardan ibaret biyo-kütleden üretilen yakıtlar. Üretim genelde mikro-organizmalara dayanıyor. Bakteri, mantar gibi mikroorganizmalar, şeker ve diğer biyo-kütleleri ön işlemden geçirmek, hidrolize etmek ve mayalamak için kullanılıyor ama nihai ürünler mikro-organizmalar için toksik olduğundan üretim verimi azalıyor.
CRISP sayesinde, bu mikro-organizmaların mikrobiyal genleri değiştiriliyor, böylece toksik ürünlere daha dayanıklı oluyorlar. Biyo-kütleyi değiştirmek için de gen düzenleme teknolojisi kullanılıyor. Mesela Synthetic Genomics şirketinden bilim insanları, biyo-yakıt alanında iki kat fazla lipit üreten bir alg türü geliştirmek için CRISP’i kullanıyor.
CRISP teknolojisi henüz çok yeni, bu alanda etkileri tam olarak anlaşılmış değil. Daha ziyade genetiği değiştirilmiş ürünlerin dünyayı besleme vaadini yerine getirememiş olmasının, CRISP’in bu alandaki girişimlerinin kamusal olarak kabul görmesini engelleyebileceği düşünülüyor. 2016 yılında gerçekleştirilen bir araştırma, GDO’ları benimseyen ülkelerin ürün randımanı açısından ciddi bir avantaj elde etmediğini göstermişti. Bu defa işler farklı mı olacak, zaman gösterecek.