מהנדסים גנטיים מתקנים פגם אבולוציוני קדום בצמחים – ומשפרים את היבול בארבעים אחוזים

מהנדסים גנטיים מתקנים פגם אבולוציוני קדום בצמחים – ומשפרים את היבול בארבעים אחוזים

אחד הדברים שאני שם לב אליו בבלוג לאחר שנים רבות של כתיבה הוא שאנחנו נוטים להיסחף אחר ההתפתחויות הטכנולוגיות המנצנצות ביותר: רכבים אוטונומיים (וואו!!), רכבים מעופפים (כמו בחזרה לעתיד!), רובוטים שהולכים כבני-אדם (הטרמינייטור!) וכן הלאה. כמובן, להתפתחויות האלו יש משמעות חשובה לעתיד, אבל לעתים דווקא הפיתוחים הפחות-סנסציוניים הם אלו שיכולים לשנות את העולם לטובה עבור מיליארדי בני-אדם. למשל, חלבון קטן ומטופש ששמו "רוביסקו", שעושה צרות לצמחים בכל העולם – אבל לא לעוד הרבה זמן. ובזכות אקט יוצא-דופן של הנדסה גנטית מהזמן האחרון, אנו עשויים כבר בעשור הקרוב להגדיל את אספקת המזון הצמחי בעולם בכמעט חמישים אחוזים.

נסביר לרגע מה זה בכלל "רוביסקו". אתם אמורים להכיר אותו, כי הוא החלבון הנפוץ ביותר על פני כדור-הארץ. הוא זה שפועל בצמחים ומאפשר להם להפוך פחמן דו-חמצני ומים לסוכרים. הצמח משתמש בסוכרים כדי להפיק אנרגיה, ומה שעוד – הוא גם משתמש בהם כדי לבנות את הגבעול, הזרעים, הפרחים, העלים וכל יתר חלקי הצמח. התרנגולות, הפרות והכבשים אוכלות את הצמח על כל סוכריו, ואז אנחנו אוכלים אותן. צמחונים מדלגים על התיווך הזה, ונהנים ישירות מהסוכרים הטבעיים שבצמח, לצד שפע של גלולות ויטמינים.

בלי רוביסקו, חלק גדול מהצמחים על פני האדמה היו – פשוט – מפסיקים להתקיים. לכן רוביסקו חשוב ונפוץ כל-כך. הוא התפתח בשלב מוקדם באבולוציה של הצמחים ואיפשר להם להצליח במה שהם עושים היטב כיום: לנצל ביעילות את אור השמש בתהליך הפוטוסינתזה. אלא שעם מעבר השנים, כמו אמנים רבים וטובים, רוביסקו הפך לאויב הנורא ביותר של עצמו. הוא התפתח במקור בסביבה עם מעט מאד חמצן, וזו הסביבה בה הוא פועל באופן מיטבי. אלא מה? בתהליך הפוטוסינתזה סופחים הצמחים פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה ומשחררים חמצן. מאות-מיליוני שנים של פעולת הצמחים הביאה לכך שהם מילאו את האטמוספירה בכדור-הארץ בכל-כך הרבה חמצן, שרוביסקו כבר לא פועל היטב כבעבר. הוא עדיין מנסה לעשות את עבודתו, אך יעילותו פוחתת בתנאים הקיימים באטמוספירה כיום, והוא עושה טעויות רבות בתהליך ההרכבה של הסוכרים.

אז מה עושים? מהנדסים מחדש את כל העסק, כמובן. זה מה שעשו חוקרים במכון לביולוגיה גנומית באילינוי, שהשקיעו את מאמציהם בהנדסה-מחדש של צמח הטבק. הם השתמשו בטכניקות מתקדמות של הנדסה גנטית כדי להטמיע בצמחים מסלולים מטבוליים אלטרנטיביים שיאפשרו להיפטר בקלות מהטעויות של רוביסקו. המסלולים האלו אמורים לחסוך במשאבים שהצמח היה מפנה במצב רגיל כדי לטפל בשגיאות של רוביסקו.

החוקרים בחנו את רעיונותיהם בצמח הטבק, וגילו כי הצמחים המהונדסים הצליחו לגדול מהר יותר בשדה, הגיעו לגובה רב יותר ומסתם הכוללת הייתה גדולה בארבעים אחוזים בערך מזו של הצמחים הרגילים. התוצאות התפרסמו כבר בכתב-העת המדעי היוקרתי Science, ועכשיו מנסים החוקרים לשכפל את התוצאות הללו גם בצמחי סויה, אורז, תפוח אדמה, עגבניות וחצילים[1].

צמחים מהונדסים.jpg

מה יקרה אם יצליחו?

התשובה הברורה מאליה היא שנוכל להפיק יותר מזון, בהשקעה קטנה יותר של אנרגיה. אחרי הכל, ההנדסה מחדש של הצמחים רק מתקנת פגם שנותר בהם עוד מתקופה קדומה יותר בהיסטוריה. אנו משפרים, למעשה, את המכונות הקיימות בטבע, והן יעשו את כל היתר באמצעות אור השמש והפחמן הדו-חמצני מהאטמוספירה. גם אם יקבלו אותה כמות מים, אמורים הצמחים המשופרים להגיע להישגים טובים בהרבה מאלו של הצמחים הרגילים. וכך, נוכל להתמודד עם הצורך הגובר של אוכלוסיית העולם במזון, באמצעות שימוש יעיל יותר בשטחי גידול המזון.

המשמעות המורכבת יותר היא שהפיתוח עשוי לסייע לאנושות במלחמתה בהתחממות הגלובלית. אחת הסיבות המרכזיות להתחממות הגלובלית היא הצטברות מולקולות פחמן דו-חמצני באטמוספירה. אם נוכל לפתח צמחים המסוגלים לספוח כמות גדולה יותר של פחמן דו-חמצני, הרי שנוכל למזער את ריכוז גז החממה באוויר – וכך נאט את ההתחממות הגלובלית.

כמובן, כל זה לא יקרה מחר בבוקר. תהליך ההנדסה-מחדש של הצמחים ידרוש מספר שנים, ותהליכי האישור מול המחוקק צפויים לארוך עוד שנים רבות. ואף על פי כן, אם הפיתוח יצליח – הוא בוודאי יגיע במוקדם או במאוחר לשדות החקלאיים. קשה להאמין שבעולם רעב, המתחמם מדי יום, אפשר יהיה להתעלם מפריצת-דרך שמאפשרת לנו להאכיל מספר גדול בהרבה של בני-אדם, ועל הדרך גם לשקם את האקלים.

אחרון חביב, הפיתוח הזה רק מחזק את מה שאני מטיף לו כבר שנים: תהיו אופטימיים. בכל דור ודור במאתיים השנים האחרונות, ניתן היה למצוא את נביאי החורבן והזעם שטענו שהאנושות תיחרב בקרוב בשל שילוב של פיצוץ אוכלוסין, מחסור במזון, מחסור בדלק, בעיות סביבתיות ועוד שפע של אתגרים אחרים. כולם – עד עכשיו – טעו, מכיוון שהם לא הבינו כיצד החדשנות האנושית תספק לנו שיטות חדישות ויעילות יותר להפקת מזון, לכריית מחצבים, לטיהור הסביבה ולהתמודדות עם כל צרה אפשרית. אני לא אומר שצריך לנוח על השמרים! חשוב וראוי לעבוד קשה ולחקור כדי לוודא שהפתרונות הללו יפותחו וייושמו בשטח. אבל הדבר שחשוב להבין הוא שאין מקום לפסימיות לגבי העתיד הסביבתי. אם רק נמשיך להשקיע במדע ובטכנולוגיה – ונשכיל להשתמש בפירותיהם בחכמה – נוכל להציל את העולם, ואת האנושות ביחד אתו.

 


 

קישור למאמר המדעי ב- Science –

[1] http://science.sciencemag.org/content/363/6422/32

החדשות הטובות שאף אחד לא טרח לספר לכם

החדשות הטובות שאף אחד לא טרח לספר לכם

כולנו יודעים שהתקשורת מוטה. לא, לא רק לימין או לשמאל, אלא לסנסציוניות. העיתונים מנסים לתפוס את תשומת הלב שלנו עם הכותרות הבומבסטיות ביותר שהעורכים מצליחים לחשוב עליהן, ועם חדשות רעות, מעצבנות ומתסכלות. וזה עובד להם. וכך מתקבעת לה השקפת עולם לפיה הכל מתדרדר: העולם מזדהם, המלחמה הבאה מתקרבת, העוני גדל ואורן חזן יהיה הנשיא הבא של מדינת ישראל.

אז כדי לאזן ולעודד אתכם, אספתי כמה חדשות טובות שהשתחררו ב- 2018 (רק בארבעת החודשים האחרונים, כן?), ולא זכו להתייחסות ראויה.

איסור על שימוש במיקרובידים מפלסטיק

בינואר 2018, נאסר השימוש במיקרובידים מפלסטיק במוצרי קוסמטיקה והיגיינה אישית באנגליה. המיקרובידים, שמגיעים לנהרות, לאגמים ולים, פוגעים בבעלי-החיים התת-ימיים[1].

נשים בערב הסעודית מקבלות זכויות

לראשונה בהיסטוריה של ערב הסעודית, נשים קיבלו היתר חוקי בתחילת 2018 להגיע למשחקי כדורגל ולעודד את קבוצותיהן[2]. אני יודע, זו נשמעת כמו בדיחה, במיוחד בהתחשב בכל שאר הזכויות שנשללות מהן, אבל היי – אמרנו שנספר על החדשות הטובות. וחוץ מזה, נראה שמדובר במגמה לשיפור זכויות הנשים בערב הסעודית, וההחלטה האחרונה מצטרפת לקביעה מ- 2017 לפיה נשים בערב הסעודית יקבלו את הזכות לנהוג[3]. הדברים משתפרים. לאט, אבל בטוח.

טיסות הפכו לבטוחות יותר

בשנת 2017, אירעו רק שתי תאונות קטלניות מתוך 35 מיליון טיסות. עובדה זו בפני עצמה אינה אומרת הרבה (כי סטטיסטיקות, וכי מספר התאונות הלא-קטלניות ב- 2017 היה דווקא גבוה משמעותית מב- 2016), אבל באופן כללי אפשר לראות מגמה של ירידה במספר התאונות הקטלניות והלא-קטלניות הקשורות למטוסים, וזאת לצד עלייה מתמדת במספר הטיסות. כך שבסך הכל נראה שכן – טיסות בהחלט הופכות להיות בטוחות יותר[4].

זיהום האוויר בסין במגמת ירידה

מספר המתים בסין ממחלות בדרכי הנשימה ירד בשבעים אחוזים לעומת מספרם ב- 1990[5]. יש עוד הרבה מה לשפר מבחינת זיהום האוויר בסין, אבל אנחנו מתקדמים.

גרמניה תבחן מערכת תחבורה ציבורית ללא-תשלום

גרמניה הודיעה שתבחן מערכת תחבורה ציבורית ללא-תשלום במהלך 2018, בחמש ערים גדולות, במטרה לנסות ולצמצם את מספר הרכבים הפרטיים שבערים ולהפחית את זיהום האוויר[6].

שימוש גובר באנרגיה מתחדשת

לפי דו"ח חדש של מכון מחקר בריטי, 101 ערים מסביב לעולם משיגות לפחות 70% מצריכת החשמל שלהן ממקורות מתחדשים. לשם השוואה, ב- 2015 הגיעו רק 42 ערים להישג הזה[7]. נוסיף ונציין כי לפי הפורום הכלכלי העולמי, "מקורות מתחדשים ללא-סובסידיה היו מקור החשמל הזול ביותר בשלושים מדינות ב- 2017".[8] לא רע, הא?

האיידס בנסיגה

בדרום אפריקה, בה חיים 19% מכל נשאי וירוס ה- HIV בעולם, חלה ירידה דרמטית במספר ההדבקות (ירדו לחצי מאז 2010), ומספר המיתות פחת בשליש[9]. יש עוד הרבה זמן עד שנצליח להעלים את המחלה הזו מן העולם, אבל שוב – אנחנו מתקדמים.

אפגניסטן משתפרת

לאחר מאמצים של עשור שלם, 'אזור המוות' באפגניסטן – שהיה מרוצף כולו במוקשים ממלחמות העבר – נוקה כליל. יותר מ- 600 שדות מוקשים טוהרו, ו- 60,000 אנשים קיבלו בתים חדשים באזורים אלו. בסך הכל, כמעט 80% משדות המוקשים באפגניסטן טוהרו בשלושים השנים האחרונות[10].

רואנדה מציעה טיפולי עיניים לציבור

רואנדה הפכה להיות "המדינה הענייה הראשונה שמציעה טיפולי עיניים לכולם". אחיות עברו בכל אחד מ- 15,000 הכפרים ברואנדה, התאימו משקפיים לאנשים עם בעיות ראייה, והפנו את אלו הסובלים מבעיות עיניים קשות יותר למרפאות הראשיות שבערים. בסך הכל, מספר מדהים של 34% מהתושבים היו זקוקים לטיפול. ואם נראה לכם שמדובר בדבר של מה בכך, כדאי לזכור שאנשים הסובלים מבעיות ראייה מתקשים לכתוב או אפילו לעבוד במקצועות נפוצים ברואנדה, כמיון פולי קפה[11].

 

מה כל זה אומר? די ברור שהעולם עדיין לא הפך לגן-עדן עלי אדמות, אבל בסך-הכל הדברים משתפרים. אם המגמות הללו ימשיכו – ואין סיבה לחשוב שיעצרו, אלא אם יקרה אסון טבע פתאומי או מלחמה גדולה – הרי שבעוד עשור נמצא עצמנו בעולם נקי יותר, בריא יותר ומשכיל יותר. לכל אורך ההיסטוריה האנושית לא הייתה סיבה טובה יותר לאופטימיות מהמצב כיום. אז צאו מהדכדוך – יהיה טוב!

 


 

וכרגיל, אתם מוזמנים לקרוא עוד על העתיד הטוב יותר בספריי המדריך לעתיד ו- "השולטים בעתיד", בחנויות הספרים המובחרות (וגם אלו שסתם בסדר).

 

[1] https://www.positive.news/2018/environment/30868/ban-plastic-microbeads-comes-force-uk-today/

[2] https://www.theguardian.com/world/2018/jan/12/saudi-football-stadiums-prepare-welcome-women-first-time

[3] https://www.nytimes.com/2017/09/26/world/middleeast/saudi-arabia-women-drive.html

[4] http://to70.com/to70s-civil-aviation-safety-review-2017/

[5] https://ourworldindata.org/grapher/respiratory-disease-death-rate?tab=chart&country=BRA+CHN+IND+GBR+USA

[6] https://www.theguardian.com/world/2018/feb/14/german-cities-to-trial-free-public-transport-to-cut-pollution

[7] http://theenergymix.com/2018/02/28/101-cities-source-at-least-70-of-electricity-from-renewables/

[8] https://www.weforum.org/agenda/2018/03/clean-energy-can-provide-100-of-a-city-s-electricity-here-s-how/

[9] http://www.borgenmagazine.com/hiv-aids-in-south-africa/

[10] https://www.reuters.com/article/us-afghanistan-conflict-landmines/afghan-province-declared-landmine-free-after-10-year-clearance-drive-idUSKCN1FZ1NY

[11] https://www.theguardian.com/global-development/2018/jan/31/rwanda-becomes-first-poor-country-to-provide-eye-care-for-all