Postępy bioinżynierii umożliwiły teoretycznie zrobienie z roślinami prawie wszystkiego. W rzeczywistości wiele roślin, które mamy dzisiaj, zmieniło się już nie do poznania w porównaniu z tym, czym były kiedyś. Marchew pierwotnie miała białe, chude korzenie; brzoskwinie były słone i wielkości wiśni; arbuzy były małe i gorzkie; a bakłażany wyglądały jak jajka.
Nasz świat – a przynajmniej nasze supermarkety i ogrody – wyglądałby inaczej bez modyfikacji genetycznych. Jednakże uprawy GMO mają również znaczące wady i pomimo wszystkich obietnic, które pomogą nam wydostać się z naszego bałaganu, jasne jest, w jaki sposób przynoszą nam więcej.
Oto jednak niektóre z najbardziej pomysłowych i odważnych sposobów, dzięki którym ludzie nie dadzą spokoju.
10. Pothos super oczyszczający powietrze
Typowe dla ludzi, nasze paliwowe podejście do oczyszczania powietrza za pomocą elektrycznych oczyszczaczy powietrza tylko pogarsza problem. Aby zapewnić alternatywę, francuska firma Neoplants zmodyfikowała genetycznie roślinę pothos (diabelski bluszcz) aż do korzeni, aby przetwarzać zanieczyszczenia unoszące się w powietrzu. Nazywają go Neo P1 i najwyraźniej „jest w stanie oczyścić powietrze nawet z 30 roślin”.
Rośliny naturalnie lepiej absorbują i metabolizują lotne związki organiczne (LZO), ale Neo P1 został zaprojektowany tak, aby wyróżniał się szczególnie w walce z LZO znajdującymi się w pomieszczeniach, takimi jak benzen, glikol etylenowy, formaldehyd i toluen. Nic się nie marnuje; związki te są rozkładane i przetwarzane na wodę, cukry i aminokwasy potrzebne do wzrostu Neo P1, a także tlen, który ma zostać uwolniony do powietrza. Aby zwiększyć skuteczność, korzenie rośliny zawierają również geny bakterii ekstremofilnych (bakterii, które wyewoluowały, aby przetrwać w niegościnnym środowisku, żywiąc się toksynami).
Jak sugeruje nazwa ich pierwszej rośliny, Neoplants mają nadzieję stworzyć w przyszłości więcej roślin oczyszczających powietrze. Postrzegają także swoją pracę jako przydatną w „walce” ze zmianami klimatycznymi.
9. Uprawy wiążące azot
Słusznie czy nie, mamy obsesję na punkcie białka w diecie. A rośliny strączkowe (fasola, rośliny strączkowe, orzeszki ziemne) są jednymi z najlepszych źródeł roślinnych – nie tylko ze względu na zawartość białka, ale także ze względu na sposób, w jaki je wytwarzają.
Białko wymaga azotu, który ma ograniczoną biodostępność (tj. jest dostępny do wykorzystania przez organizmy), dlatego dodaje się je do nawozów. Jednak w przeciwieństwie do większości roślin, rośliny strączkowe wyrywają go z powietrza. Nazywa się to „wiązaniem azotu”. Genetyczna modyfikacja innych podstawowych upraw w taki sposób zrewolucjonizowałaby rolnictwo na całym świecie, szczególnie w biednych krajach, eliminując potrzebę stosowania drogich nawozów pogarszających klimat.
Krytycy twierdzą jednak, że zajmie to dużo czasu i wskazują na istniejące problemy z uprawami GMO, takimi jak chwasty odporne na herbicydy. Oczywiście istnieją inne, bardziej bezpośrednie sposoby zwalczania globalnego ubóstwa.
8. Tytoń kokainowy
To pośrednio zmienia zasady gry. Nie oczekuj, że Twój lokalny sprzedawca zaoferuje nowy, specjalny rodzaj błyszczącego białego tytoniu. Naukowcy byli zainteresowani genetyczną modyfikacją zakładów produkujących kokainę, aby zbadać jej ewolucję jako pestycydu i potencjalne zastosowania lecznicze.
Produkcja kokainy z roślin koki od dawna owiana jest tajemnicą, częściowo ze względu na pracochłonny charakter uprawy koki w laboratorium. Odpowiedź, na którą wpadli chińscy naukowcy, polegała na genetycznej rekonstrukcji szlaku biochemicznego produkcji kokainy w genomie rośliny tytoniu. Zostawili pewne ogniwa w łańcuchu, które fabryka tytoniu mogła wymyślić samodzielnie, w wyniku czego powstały liście tytoniu zawierające kokainę. Konsekwencje dla odkrywania leków są znaczące.
Ilość wyprodukowanej kokainy nie była wystarczająca, aby przekształcić ją w rentowne przedsiębiorstwo na czarnym rynku, a w każdym razie proces ten jest zbyt techniczny dla przeciętnego tajnego laboratorium narkotykowego – stwierdzili naukowcy. Jednak sami badacze pracują nad tym, mając nadzieję na zwiększenie produktywności fabryki tytoniu.
7. Kapusta z jadem skorpiona
Modyfikacje genetyczne i pestycydy to dwa najbardziej toksyczne skutki działania człowieka jako gatunku. Dlaczego więc nie połączyć ich w jedno? Próbując naprawić wyrządzone przez nas szkody, naukowcy pobrali gen jadu z ogonów śmiercionośnych skorpionów, zmodyfikowali go tak, aby zabijał wyłącznie owady, i umieścili go w kapuście. Co mogłoby pójść źle?
Chociaż wczesne testy nie potwierdziły żadnej toksyczności dla ludzi, koncepcja ta wiąże się z problemami. Po pierwsze, w badaniu przetestowano ludzkie komórki raka piersi in vitro, a nie zdrowe komórki ludzkie in vivo. Ponadto sama kapusta może zostać uszkodzona. Modyfikacja genetyczna może uciec i zainfekować niezmodyfikowane próbki. I podobnie jak istniejące pestycydy, może zdestabilizować całe ekosystemy.
Jednakże FDA ma długą historię ignorowania takich kwestii przy zatwierdzaniu GMO, nawet jeśli nic to nie daje. W tym przypadku, ponieważ działanie pestycydów trującej kapusty zależy od owadów, które ją faktycznie zjadają, jest prawdopodobne, że rolnicy będą również stosować opryski pestycydami, aby odstraszyć owady. Innymi słowy, konsumenci otrzymają podwójną ilość toksyn.
6. Dąb Endospor
Zdaniem naukowców dęby są nieznośnie nieefektywne. Nie tylko produkują znacznie więcej żołędzi, niż kiedykolwiek się zakorzenią, ale także marnują miliony komórek, zrzucając liście każdej jesieni. A co by było, gdyby zamiast gnić na ziemi komórki te zamieniły się w miliony zarodników niesionych przez wiatr, z których każdy byłby w stanie sklonować swoje źródło? Byłaby to najlepsza strategia ewolucyjna i najwyraźniej „nie ma biologicznej zasady… zabraniającej… [reprodukcji] przez zarodniki lub nasiona”. I w przeciwieństwie do żołędzi, endospory mogą przetrwać miliony lat.
Ale znowu są poważne problemy. Dęby z endosporami to jedno, ale co z rdestowcem z endosporami? O ile ta konkretna modyfikacja genetyczna nie będzie ściśle ograniczona do „roślin pożytecznych” (a nawet wtedy), „superchwasty mogą opanować Ziemię”.
Jak zawsze, to, że widzimy lukę na rynku, że tak powiem, nie oznacza, że powinniśmy ją wykorzystać. W końcu drzewa byłyby również bardziej wydajne, gdyby ewoluowały tak, aby „chodzić” szybciej niż obecnie i gdyby nauczyły się polować przy użyciu trujących gazów lub cierni. Po prostu nie jest to świat, jakiego pragnie większość z nas.
5. Super pożywne owoce i warzywa
Genetyczne modyfikowanie roślin w celu zapewnienia większej wartości odżywczej nie jest niczym nowym. Mamy już ziemniaki, kukurydzę i ryż wzbogacone w białko; siemię lniane o wysokiej zawartości kwasów omega-3 i -6; Pomidory z przeciwutleniaczami Snapdragon; i sałatka z bardziej przyswajalnym żelazem. Są też marchewki, które zwiększają wchłanianie wapnia oraz tzw. „złoty banan” – australijski owoc powstały w wyniku skrzyżowania zwykłego banana z pomarańczową odmianą z Papui-Nowej Gwinei, która jest bogata w prowitaminę A. Jednak ma niską zawartość prowitaminy A. Poziomy są zazwyczaj przyczyną jest interwencja człowieka. jedzenie jest na pierwszym miejscu. Jesteśmy więc sceptyczni.
Naukowcy, którzy mają nadzieję zrewolucjonizować nasze uprawy do 2028 r., pokładają nadzieje w ultraprecyzyjnej edycji genów CRISPR-Cas9. Opcji jest wiele (i głupich): fasola, która smakuje jak nuggetsy z kurczaka; marchewka o smaku chipsów ziemniaczanych; frytki z hamburgerami w środku; i nasiona słonecznika wielkości małego jajka, dzięki czemu można je jeść jak jabłka.
Do mniej dziecinnych pomysłów zaliczają się hipoalergiczne orzeszki ziemne i soczewica zawierające taką samą ilość białka jak mięso. Ale wszystkie one rodzą pytania o to, jaką kontrolę ludzie powinni mieć nad przyrodą, zwłaszcza biorąc pod uwagę bałagan, który sami stworzyliśmy.
4. Zanieczyszczające topole
Fitoremediacja to proces, podczas którego niektóre rośliny oczyszczają zanieczyszczenia — przeciągają zanieczyszczenia przez korzenie, rozkładają je na nieszkodliwe produkty uboczne i wykorzystują je lub uwalniają do powietrza. To kolejny sposób na zmuszenie roślin do pracy, aby naprawić szkody, które wyrządziliśmy. Jednak zdaniem naukowców nie radzą sobie z tym wystarczająco dobrze. Są za powolne.
Rozwiązaniem była genetyczna modyfikacja topoli w celu skuteczniejszego rozkładu trichloroetylenu (TCE). TCE jest najczęstszym zanieczyszczeniem wód gruntowych występującym w najbardziej zanieczyszczonych miejscach w Ameryce. Niegdyś promowany przez przemysł farmaceutyczny jako środek znieczulający, obecnie jest znanym czynnikiem rakotwórczym, który przez długi czas utrzymuje się w powietrzu, wodzie i glebie, wszędzie tam, gdzie jest stosowany. Biorąc pod uwagę jego ciągłe stosowanie w wielu domowych środkach czyszczących, problem ten tylko się pogłębia.
Jednakże badania nad genetycznie zmodyfikowaną fitoremediacją są obiecujące. Podczas gdy niemodyfikowane topole usunęły z roztworu tylko 3% TCE, topole traktowane dodatkowymi enzymami wątroby królika usunęły aż 91%. Poczuli się także lepiej, nie więdli jak zwykle, ale wręcz stali się silniejsi. Radzą sobie nie tylko z TCE, ale także z szeregiem innych chemikaliów, w tym z chlorkiem winylu (używanym do produkcji tworzyw sztucznych) i benzenem (substancją zanieczyszczającą powietrze pochodzącą z ropy naftowej).
3. Szczepienie banana
(Sztucznie zawyżony) koszt szczepionek oznacza, że kraje trzeciego świata często ich nie otrzymują, a dzieci w dalszym ciągu umierają z powodu chorób, którym można łatwo zapobiec, takich jak biegunka. Jednym z rozwiązań zaproponowanych przez naukowców jest genetyczna modyfikacja upraw w celu włączenia szczepionek do ich genomu.
W ramach wczesnego dowodu słuszności udało się dostarczyć szczurom antygeny wirusa zapalenia wątroby typu B ze specjalnie zmodyfikowanego ziemniaka. Ponieważ jednak ziemniaków nie je się na surowo, w badaniu skupiono się na bananach. Są nie tylko tanie, ale także sprawdziły się w krajach „rozwijających się”. Według nich zaledwie 10 hektarów plantacji bananów szczepionkowych wystarczyłoby, aby zaszczepić wszystkie dzieci w Meksyku poniżej piątego roku życia.
Jednak prawidłowe podanie banana szczepionkowego nie jest tak proste, jak obranie skórki i zjedzenie go. Plan jest taki, aby zmiksować owoce i zabutelkować je (10 dawek w butelce), aby każdy pacjent otrzymał odpowiednią dawkę. Naukowcy eksperymentowali z innymi uprawami, w tym z sałatą, marchewką i tytoniem.
2. Inteligentne drzewa DARPA
W 2017 r. Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w dziedzinie Obronności (DARPA) ogłosiła zaproszenie do składania wniosków w ramach programu zaawansowanych technologii roślinnych (APT). Są szczególnie zainteresowani genetyczną modyfikacją roślin, na przykład w celu „zebrania informacji” na temat patogenów środowiskowych i promieniowania. Po wykryciu obecności tego, co mają wykryć, „rośliny strażnicze” „zgłoszą się” poprzez „mechanizmy subtelnej reakcji”, takie jak subtelne zmiany koloru liści.
W przeciwieństwie do skomplikowanego sprzętu, rośliny zapewniają dyskrecję, łatwość dystrybucji i niezależność od energii. Koncepcja została już sprawdzona. W 2011 roku naukowcom udało się opracować roślinę wykrywającą TNT, której liście stają się bezbarwne w obecności (w glebie lub powietrzu) cząsteczek TNT. Wszystkie rośliny w naturalny sposób reagują na swoje środowisko poprzez dynamikę wejścia/wyjścia porównywalną z dynamiką komputerów. Podobnie jak psy węszące bomby, jest to po prostu przypadek wytrenowania naturalnych mechanizmów, aby lepiej służyły wojsku.
DARPA chce jednak wyjść poza zwykłe włączanie i wyłączanie obliczeń biokomputerowych w kierunku bardziej szczegółowego wykrywania i wiarygodnych, szczegółowych raportów. Wyrazili nawet zainteresowanie tym, aby instalacje inżynieryjne odbierały sygnały elektromagnetyczne.
1. Drzewo Dysona
Prawdopodobnie słyszałeś o kuli Dysona. Zaproponowana przez fizyka Freemana Dysona jest hipotetyczną strukturą zbudowaną w celu otaczania gwiazdy i zatrzymywania jej energii. Mniej znane jest drzewo Dysona. Genetycznie zaprojektowana z myślą o kosmosie, z grubą, szklistą korą przepuszczającą światło słoneczne i zapobiegającą ucieczce ciepła, ta hipotetyczna roślina zostałaby wysadzona na komecie i stworzyłaby własną atmosferę. Teoretycznie mogłaby wspierać cały ekosystem – przynajmniej przez jakiś czas – z wnętrzem komety wydrążonym dla mieszkańców, a lód i węgiel komety zapewniałyby wszystko, czego potrzebuje „liściasty statek kosmiczny”.
Jeśli to brzmi jak science fiction, to dlatego, że tak jest. Ale to nie wykracza poza sferę możliwości. Rośliny takie jak lilia voodoo i kwiat padliny wytwarzają własne ciepło; w rzeczywistości kapusta skunksa generuje temperaturę do 60 stopni Fahrenheita, co wystarczy, aby stopić zamarzniętą ziemię wokół niej.
Komet też nie brakuje. Pas Kuipera za Neptunem, w którym znajdują się biliony komet, mógłby potencjalnie zostać obsadzony wystarczającą liczbą drzew Dysona, aby stać się kosmicznym „archipelagiem miast-państw”. Kometa drzewa Dysona wielkości Manhattanu mogłaby sama wyżywić miliony ludzi. A przy niewielkiej grawitacji nie tylko łatwo byłoby przeskakiwać między kometami, ale budynki na każdej z nich mogłyby być wyższe niż te na Ziemi.
Dodaj komentarz