Mahindi ya kisasa yaliyolimwa yalifugwa kutoka teosinte, nyasi ya zamani, kwa zaidi ya miaka 6,000 kupitia ufugaji wa kawaida. Nicole Rager Fuller, Msingi wa Sayansi ya Kitaifa

Tangu miaka ya 1980 wanabiolojia wametumia uhandisi wa maumbile kuelezea sifa mpya katika mimea ya mazao. Kwa zaidi ya miaka 20 iliyopita, mazao haya yamepandwa zaidi ya ekari bilioni moja huko Merika na ulimwenguni. Licha ya kupitishwa kwa haraka na wakulima, mazao yaliyotengenezwa kwa vinasaba (GE) yanabaki kuwa ya kutatanisha kati ya watumiaji wengi, ambao wakati mwingine wamekuwa wakipata shida kupata habari sahihi.

Mwezi uliopita Taasisi za Kitaifa za Sayansi, Uhandisi, na Tiba za Amerika zilitoa toleo la mapitio ya ya data ya miaka 20 kuhusu mazao ya GE. Ripoti hiyo inathibitisha kwa kiasi kikubwa matokeo kutoka ripoti za awali za Chuo cha Kitaifa na hakiki zinazozalishwa na mashirika mengine makubwa ya kisayansi ulimwenguni, pamoja na Shirika la Afya Duniani na Tume ya Ulaya.

Ninaelekeza a maabara ambayo inasoma mchele, zao kuu la chakula kwa nusu ya watu duniani. Watafiti katika maabara yangu wanatambua jeni zinazodhibiti uvumilivu kwa mafadhaiko ya mazingira na upinzani wa magonjwa. Tunatumia uhandisi wa maumbile na njia zingine za maumbile kuelewa utendaji wa jeni.

Ninakubaliana sana na ripoti ya NAS kwamba kila mmea, iwe umezaa kawaida au umetengenezwa kupitia uhandisi wa maumbile, inapaswa kutathminiwa kwa msingi wa kesi-na-kesi. Kila zao ni tofauti, kila tabia ni tofauti na mahitaji ya kila mkulima ni tofauti pia. Maendeleo zaidi katika uboreshaji wa mazao yanaweza kufanywa kwa kutumia ufugaji wa kawaida na uhandisi wa maumbile kuliko kutumia njia yoyote peke yake.

Kubadilika kati ya kibayoteki na ufugaji wa kawaida

Zana mpya za molekuli zinatofautisha tofauti kati ya maboresho ya maumbile yaliyotengenezwa na ufugaji wa kawaida na yale yaliyotengenezwa na njia za kisasa za maumbile. Mfano mmoja ni kuzalishwa kwa alama, ambayo wanajenetiki hugundua jeni au mikoa ya kromosomu inayohusishwa na tabia inayotarajiwa na wakulima na / au watumiaji. Watafiti kisha hutafuta alama (mifumo) fulani kwenye DNA ya mmea ambayo inahusishwa na jeni hizi. Kutumia alama hizi za maumbile, zinaweza kutambua vyema mimea inayobeba alama za vidole za maumbile na kuondoa mimea yenye maumbile yasiyofaa.

Miaka kumi iliyopita mimi na washirika wangu tulijitenga jeni, inayoitwa Sub1, ambayo inadhibiti uvumilivu kwa mafuriko. Mamilioni ya wakulima wa mpunga Kusini na Kusini-Mashariki mwa Asia hupanda mchele katika maeneo yanayokabiliwa na mafuriko, kwa hivyo tabia hii ni ya thamani sana. Aina nyingi za mchele zitakufa baada ya siku tatu za kuzama kabisa lakini mimea iliyo na jeni la Sub1 inaweza kuhimili wiki mbili za kuzama kabisa. Mwaka jana, karibu wakulima milioni tano walikua aina za mchele wa Sub1 zilizotengenezwa na washirika wangu huko Taasisi ya Kimataifa ya Utafiti wa Mchele kutumia kuzaliana kwa alama.

Katika mfano mwingine, watafiti waligundua anuwai za maumbile ambazo zinahusishwa na kutokuwa na pembe (inayojulikana kama "iliyopigwa kura") katika ng'ombe - tabia ambayo ni ya kawaida katika mifugo ya nyama ya ng'ombe lakini nadra katika mifugo ya maziwa. Wakulima mara kwa mara hupunguza pembe ng'ombe wa maziwa ili kulinda watunzaji wao na kuzuia wanyama wasidhuriane. Kwa sababu mchakato huu ni chungu na unatisha wanyama, wataalam wa mifugo wametaka utafiti juu ya chaguzi mbadala.

Ndani ya kujifunza iliyochapishwa mwezi uliopita, wanasayansi walitumia uhariri wa genome na ujumuishaji wa uzazi kutoa ng'ombe wa maziwa ambao walibeba mabadiliko ya asili kwa kukosa pembe. Njia hii ina uwezo wa kuboresha ustawi wa mamilioni ya ng'ombe kila mwaka.

Kupunguza wadudu wa kemikali na kuongeza mavuno

Katika kutathmini jinsi mazao ya GE yanavyoathiri uzalishaji wa mazao, afya ya binadamu na mazingira, utafiti wa NAS kimsingi ulilenga sifa mbili ambazo zimeundwa katika mimea: upinzani dhidi ya wadudu wadudu na uvumilivu wa dawa za kuulia wadudu.

Utafiti huo uligundua kuwa wakulima ambao walipanda mazao yaliyoundwa ili kuwa na tabia inayostahimili wadudu - kulingana na jeni kutoka kwa bakteria Bacillus thuringiensis, au Bt - kwa ujumla alipata hasara chache na akatumia dawa chache za dawa za wadudu kuliko wadudu ambao walipanda aina zisizo za Bt. Pia ilihitimisha kuwa mashamba ambayo mazao ya Bt yalipandwa yalikuwa na anuwai ya wadudu kuliko mashamba ambayo wakulima walitumia dawa za wadudu kwa mazao ya kawaida.

Mazao ya vinasaba yaliyopandwa hivi sasa nchini Merika (IR = sugu ya wadudu, HT = inayostahimili dawa, DT = inayostahimili ukame, VR = sugu ya virusi). Ugani wa Chuo Kikuu cha Jimbo la ColoradoKamati iligundua kuwa mazao yanayostahimili dawa ya kuua magugu (HR) yanachangia mazao mengi kwa sababu magugu yanaweza kudhibitiwa kwa urahisi zaidi. Kwa mfano, wakulima waliopanda canola ya HR walipata mazao na faida kubwa, ambayo ilisababisha kupitishwa kwa anuwai ya zao hili.

Faida nyingine ya upandaji wa mazao ya HR imepunguzwa kilimo - mchakato wa kugeuza mchanga. Kabla ya kupanda, wakulima lazima waue magugu kwenye shamba lao. Kabla ya kuja kwa madawa ya kuulia wadudu na mazao ya HR, wakulima walidhibiti magugu kwa kulima. Walakini, kulima husababisha mmomonyoko na kukimbia tena, na inahitaji nishati kusukuma matrekta. Wakulima wengi wanapendelea mazoea ya kupunguza kilimo kwa sababu yanaongeza usimamizi endelevu. Na mazao ya HR, wakulima wanaweza kudhibiti magugu vyema bila kulima.

Kamati iligundua ushirika wazi kati ya upandaji wa mazao ya Watumishi na mazoea ya kupunguza kilimo kwa miongo miwili iliyopita. Walakini, haijulikani ikiwa kupitishwa kwa mazao ya HR kulisababisha maamuzi ya wakulima kutumia kilimo cha uhifadhi, au ikiwa wakulima ambao walikuwa wakitumia kilimo cha uhifadhi walipokea mazao ya HR kwa urahisi zaidi.

Katika maeneo ambayo upandaji wa mazao ya HR ulisababisha utegemezi mzito wa glyphosate ya magugu, magugu mengine yalibadilika kupingana na dawa hiyo, na kufanya iwe ngumu kwa wakulima kudhibiti magugu kutumia dawa hii ya kuua magugu. Ripoti ya NAS ilihitimisha kuwa utumiaji endelevu wa mazao ya Bt na HR utahitaji matumizi ya mikakati jumuishi ya kudhibiti wadudu.

Ripoti hiyo pia inazungumzia mazao mengine saba ya chakula ya GE yaliyopandwa mnamo 2015, pamoja na apple (Malus nyumbani, kanola (Brusica napus), sukari ya sukari (Beta vulgaris), papai (Carica papai), viazi, boga (Cucurbita pepo) na mbilingani (Solanum melongena).

Papaya ni mfano muhimu sana. Mnamo miaka ya 1950, virusi vya papaya ringpot viliangamiza karibu uzalishaji wote wa papai kwenye kisiwa cha Oahu cha Hawaii. Wakati virusi vikienea katika visiwa vingine, wakulima wengi waliogopa kwamba ingeangamiza zao la mpapai la Hawaii.

Mnamo 1998 mtaalam wa magonjwa ya mimea wa Hawaiian Dennis Gonsalves ilitumia uhandisi wa maumbile kugawanya kijisehemu kidogo cha virusi vya pete ya DNA kwenye genome ya papaya. Miti ya papai iliyosababishwa na vinasaba haikuwa na maambukizi na ilizaa matunda mara 10-20 zaidi kuliko mazao yaliyoambukizwa. Kazi ya upainia ya Dennis aliokoa tasnia ya papai. Miaka ishirini baadaye, hii bado ni njia tu kwa kudhibiti virusi vya papaya ringspot. Leo, licha ya maandamano ya watumiaji wengine, Asilimia 80 ya zao la mpapai la Hawaii lina maumbile.

Wanasayansi pia wametumia uhandisi wa maumbile kupambana na mdudu anayeitwa matunda na mpiga risasi, ambaye hula mbilingani huko Asia. Wakulima nchini Bangladesh mara nyingi hunyunyiza dawa za kuua wadudu kila baada ya siku 2-3, na wakati mwingine mara mbili kila siku, kuidhibiti. Shirika la Afya Ulimwenguni makadirio ya kwamba visa milioni tatu vya sumu ya dawa na zaidi ya vifo 250,000 hufanyika ulimwenguni kila mwaka.

Ili kupunguza dawa ya kemikali kwenye bilinganya, wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Cornell na huko Bangladesh waliingiza Bt katika genome ya biringanya. Bt Brinjal (mbilingani) ilianzishwa Bangladesh mnamo 2013. Mwaka jana Wakulima 108 wa Bangladeshi walikua na waliweza kupunguza kwa kiasi kikubwa dawa za viuadudu.

Lisha ulimwengu kwa njia ya kimazingira

Mazao yaliyoboreshwa maumbile yamefaidi wakulima wengi, lakini ni wazi kuwa uboreshaji wa maumbile peke yake hauwezi kushughulikia changamoto anuwai ambazo wakulima wanakabiliwa nazo. Mbinu za kilimo zinazozingatia mazingira na miundombinu na sera zinazofaa zinahitajika pia.

Badala ya kuwa na wasiwasi juu ya jeni kwenye chakula chetu, tunahitaji kuzingatia njia za kusaidia familia, wakulima na jamii za vijijini kufanikiwa. Lazima tuwe na hakika kwamba kila mtu anaweza kumudu chakula na lazima tupunguze uharibifu wa mazingira. Natumai kuwa ripoti ya NAS inaweza kusaidia kusonga majadiliano zaidi ya kuvuruga hoja za pro / con juu ya mazao ya GE na kuyaangazia tena kwa kutumia kila teknolojia inayofaa kulisha ulimwengu kwa njia ya kimazingira.

Kuhusu Mwandishi

Pamela Ronald, Profesa wa Patholojia ya mimea, Chuo Kikuu cha California, Davis. Maabara yake hujifunza msingi wa maumbile wa kupinga magonjwa na uvumilivu kwa mafadhaiko kwenye mchele. Pamoja na washirika wake, ameunda mchele kwa kukinga magonjwa na uvumilivu kwa mafuriko, ambayo yanatishia sana mazao ya mpunga huko Asia na Afrika.

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon