اِلا همبلی، بخش تغییر اقلیم و علوم بی‌بی‌سی

دانشمندان به پیشرفتی دست یافته‌اند که توانایی محصولات کشاورزی در بهره‌برداری از انرژی خورشید را افزایش می‌دهد.

آنها راهی برای افزایش بازدهی فرآیند فتوسنتز پیدا کرده‌اند؛ فرآیندی که همه گیاهان از آن برای تبدیل نور خورشید به مواد غذایی استفاده می‌کنند.

تیم محققان، از بریتانیا و آمریکا، با تغییر ژنتیکی گیاه سویا توانستند محصول را ۲۰ درصد افزایش دهند.

آنها امیدوارند که این پیشرفت تا حدودی به حل مشکل کمبود مواد غذایی کمک کند.

پروفسور استفان لانگ، پژوهشگر علوم زراعی در دانشگاه ایلینوی و لنکستر، گفت که این «مهمترین پیشرفتی است» که او در دوران کاری خود طی چند دهه در آن شرکت داشته.

او به بی‌بی‌سی نیوز گفت: «ما برای ۳۰ سال مشغول بررسی فتوسنتز بوده‌ایم و اینکه چرا ممکن است بازدهی‌اش کم باشد. شک و تردید زیادی وجود داشت که بتوانیم آن را بهبود ببخشیم، اما حالا که این موضوع را ثابت کرده‌ایم، وضعیت کاملا عوض شده و این توانایی ما را برای عرضه غذا در جهان خیلی بالا می‌برد.»

همه مواد غذایی مستقیم یا غیرمستقیم محصول فرآیند فتوسنتز هستند. این یک فرآیند شیمیایی چند مرحله‌ای است که از انرژی خورشید برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به شکر که سوخت اصلی رشد گیاه است استفاده می‌کند.

دانشمندان یک بخش کوچک اما حیاتی این فرآیند را دستکاری کردند: وقتی نور خورشید شدید است، گیاه وارد حالت محافظتی می شود و انرژی زائد را به صورت حرارت پس می‌دهد، که هدف آن جلوگیری از آسیب دیدن سلول‌های گیاه است. اما خارج شدن از این حالت و بازگشت به حالت رشد کامل چند دقیقه وقت می‌برد.

دانشمندان در رویکرد ژنتیکی خود ژن‌های مسئول این سازوکار محافظتی را دستکاری و کاری کردند که سویا با سرعت بیشتری به حالت عادی برگردد. برگ‌های این گیاه اصلاح شده ژنتیکی وقت بیشتری را صرف فتوسنتز کرد که تولید آن را ۲۰ درصد افزایش داد.

 

مطالعات قبلی با این روش به روی گیاه تنباکو در شرایط آزمایشگاهی انجام شده بود، اما این اولین بار است که این کار با موفقیت در محیط کشاورزی امتحان می‌شود.

پروفسور لانگ گفت: «خیلی مهم است که فناوری‌های تازه را در موقعیتی آزمایش کنیم تا معلوم شود آیا به کشاورزان کمک می‌کند یا نه.»

«این جهش در میزان تولید محصول در مقایسه با بهبودی که از طریق اصلاح نباتات به دست می‌آید خیلی بیشتر است. و فرآیندی که اصلاح کرده‌ایم در همه گیاهان یکسان است، بنابراین این واقعیت که در یک محصول غذایی موثر بوده به ما اطمینان زیادی می‌دهد که باید در گندم، ذرت و برنج هم کار کند.»

پروفسور لانگ گفت که کشت این محصولات ممکن است ظرف ده سال شروع شود.

مقررات کشت محصولات اصلاح شده ژنتیکی در هر کشور متفاوت است. دولت بریتانیا سال پیش اعلام کرد که مقررات مربوط به محصولاتی که «از نظر ژنتیکی ویرایش» شده‌اند را تسهیل می‌کند تا امکان کشت تجاری آن در انگلستان وجود داشته باشد.

اما این محققان امیدوارند که پیشرفت آنها به فقیرترین کشاورزان جهان کمک کند. دکتر آماندا دی سوزا، از دانشگاه ایلینوی و نویسنده اصلی مطالعه، گفت: «شمار کسانی که دستخوش کمبود مواد غذایی هستند درحال افزایش است، و پیشبینی‌ها به روشنی نشان می‌دهد که برای بهبود اوضاع باید تغییری در سطح عرضه غذا صورت گیرد.»

به گفته یونیسف تا سال ۲۰۳۰ بیش از ۶۶۰ میلیون نفر با کمبود مواد غذایی و سوءتغذیه روبرو خواهند بود. علل اصلی این وضعیت، تغییر اقلیم و بازدهی کم زنجیره عرضه مواد غذایی است.

دکتر دی سوزا گفت: «بهبود فتوسنتز یک فرصت بزرگ برای دستیابی به جهش در افزایش تولید است.»