Ang Genetically Engineered Biotech na Mga Puno ay Maaaring Mahalaga sa Pag-save ng mga Kagubatan ng Amerika

Kung ihahambing sa gene-edited na mga sanggol sa Tsina at ambisyosong mga proyekto upang iligtas ang mga mahalay na mammoths mula sa pagkalipol, ang mga biotech tree ay maaaring tunog medyo walang kasigla-sigla.

Ngunit ang pagpapalabas ng mga genetically engineered na mga puno sa kagubatan upang kontrahin ang mga pagbabanta sa kagubatan ng kagubatan ay kumakatawan sa isang bagong hangganan sa biotechnology. Kahit na ang mga diskarte ng molecular biology ay may advanced na, ang mga tao ay hindi pa inilabas ng isang genetically engineered planta na ay inilaan upang kumalat at magpumilit sa isang unmanaged na kapaligiran. Ang mga puno ng biotech - na-engineered genetically o gene-na-edit - ay nag-aalok lamang ng posibilidad na iyon.

Ang isang bagay ay malinaw: Ang mga banta na nakaharap sa aming mga kagubatan ay marami, at ang kalusugan ng mga ekosistema ay lumala. Tinataya ng 2012 na pagtatasa ng US Forest Service na halos 7 porsiyento ng mga gubat sa buong bansa ay nasa panganib na mawala ang hindi bababa sa isang-kapat ng kanilang mga puno ng halaman sa pamamagitan ng 2027. Ang pagtantya na ito ay maaaring hindi tunog masyadong nakakaligalig, ngunit ito ay 40 porsiyento na mas mataas kaysa sa nakaraang pagtatantya ginawa lang anim na taon na ang nakakaraan.

Sa 2018, sa kahilingan ng ilang mga pederal na ahensya ng Estados Unidos at ng US Endowment for Forestry and Communities, ang National Academies of Sciences, Engineering, at Medicine ay bumuo ng isang komite upang "suriin ang potensyal na paggamit ng biotechnology upang mabawasan ang mga banta sa kagubatan ng tree forest." Ang mga eksperto, kabilang ako, isang social scientist na nakatutok sa mga umuusbong na biotechnologies, ay hiniling na "tukuyin ang ekolohiya, etikal, at panlipunang implikasyon ng pag-deploy ng biotechnology sa kagubatan, at bumuo ng isang agenda sa pananaliksik upang matugunan ang mga kaalaman sa mga puwang."

Ang aming mga miyembro ng komite ay nagmula sa mga unibersidad, pederal na ahensya, at NGO at kinakatawan ang iba't ibang mga disiplina: biological molecular, economics, kagubatan ekolohiya, batas, pagpapalaki ng puno, etika, genetika ng populasyon, at sosyolohiya. Ang lahat ng mga pananaw na ito ay mahalaga para sa pagsasaalang-alang ng maraming aspeto at mga hamon sa paggamit ng biotechnology upang mapabuti ang kalusugan ng kagubatan.

Isang Krisis sa US Forest

Ang pagbabago ng klima ay lamang ang dulo ng malaking bato ng yelo. Ang mga kagubatan ay nakaharap sa mas mataas na temperatura at droughts at higit pang mga peste. Tulad ng mga kalakal at tao na kumikilos sa buong mundo, mas maraming mga insekto at mga pathogen ang kumakalat sa aming mga kagubatan.

Nakatuon kami sa apat na pag-aaral ng kaso upang ilarawan ang lawak ng mga banta sa kagubatan. Ang emerald ash borer ay dumating mula sa Asya at nagiging sanhi ng malubhang dami ng namamatay sa limang species ng puno ng abo. Una nakita sa lupa ng US noong 2002, ito ay kumalat sa 31 estado sa Mayo 2018. Ang Whitebark pine, isang pangunahing bato at foundational species sa mataas na elevation ng US at Canada, ay sinasalakay ng native mountain pine beetle at isang ipinakilala na fungus. Mahigit sa kalahati ng pine ng whitebark sa hilagang US at Canada ang namatay.

Ang mga puno ng poplar ay mahalaga sa mga mahahabang ecosystem pati na rin sa industriya ng mga produkto ng kagubatan. Isang katutubong fungal pathogen, Septoria musiva, ay nagsimulang lumipat sa kanluran, na sinasalakay ang mga likas na populasyon ng itim na cottonwood sa mga kagubatan ng Pacific Northwest at masidhing nilinang hybrid poplar sa Ontario. At ang nakakatakot na kulay ng kastanyas, isang fungus na di-sinasadyang ipinakilala mula sa Asya hanggang Hilagang Amerika noong mga huling taon ng 1800, ay nagwasak ng bilyun-bilyong puno ng kastanyas ng Amerika.

Makatutulong ba ang biotech? Dapat ba ito?

Ito ay kumplikado

Bagama't maraming mga potensyal na aplikasyon ng biotechnology sa mga kagubatan, tulad ng mga insekto ng henetikong pagtatrabaho ng genetiko upang sugpuin ang kanilang mga populasyon, partikular na nakatuon sa mga puno ng biotech na maaaring pigilan ang mga peste at pathogen. Sa pamamagitan ng genetic engineering, halimbawa, ang mga mananaliksik ay maaaring magpasok ng mga genes, mula sa isang katulad o hindi kaugnay na species, na tumutulong sa isang puno na makaligtas o makalaban sa isang insekto o fungus.

Nakakatawa na ipalagay na ang buzz at sigasig para sa pag-edit ng gene ay gagarantiyahan ang mabilis, madali, at murang mga solusyon sa mga problemang ito. Ngunit ang paggawa ng isang biotech tree ay hindi magiging madali. Ang mga puno ay malaki at matagal na nabubuhay, na nangangahulugang ang pananaliksik upang masubukan ang tibay at katatagan ng isang ipinakilala na katangian ay magastos at kukuha ng mga dekada o mas matagal. Hindi rin namin alam ang halos kasing dami tungkol sa mga kumplikado at napakalaking genome ng mga puno, kung ikukumpara sa mga paborito ng lab tulad ng mga lilipad ng prutas at planta ng mustasa, Arabidopsis.

Bukod pa rito, dahil kailangan ng mga puno na mabuhay sa paglipas ng panahon at umangkop sa pagbabago ng kapaligiran, mahalaga na mapanatili at isama ang kanilang umiiral na genetic diversity sa anumang "bagong" puno. Sa pamamagitan ng mga proseso ng ebolusyon, ang mga populasyon ng puno ay may maraming mahahalagang adaptation sa iba't ibang pagbabanta, at ang pagkawala ng mga maaaring maging nakapipinsala. Kaya kahit na ang fanciest puno biotech sa huli ay depende sa isang maalalahanin at sinadya pag-aanak programa upang matiyak ang pang-matagalang kaligtasan ng buhay. Para sa mga kadahilanang ito, inirerekomenda ng komite ng National Academies of Sciences, Engineering, at Medicine ang pagtaas ng puhunan hindi lamang sa pananaliksik sa bioteknolohiya, kundi pati na rin sa pag-aanak ng puno, ekolohiya ng gubat, at populasyon ng genetika.

Mga Hamon ng Pangangasiwa

Nakita ng komite na ang US Coordinated Framework para sa Regulasyon ng Biotechnology, na namamahagi ng pederal na pangangasiwa ng mga produktong bioteknolohiya sa mga ahensya tulad ng EPA, USDA, at FDA, ay hindi lubos na nakahandang isaalang-alang ang pagpapakilala ng isang biotech tree upang mapabuti ang kalusugan ng kagubatan.

Karamihan sa mga malinaw na, ang mga regulator ay palaging nangangailangan ng containment ng polen at buto sa panahon ng biotech field trial upang maiwasan ang pagtakas ng genetic na materyal. Halimbawa, ang biotech chestnut ay hindi pinahihintulutan sa bulaklak upang matiyak na ang transgenic pollen ay hindi magbubuga sa landscape sa mga pagsubok sa field. Ngunit kung ang mga biotech tree ay inilaan upang maikalat ang kanilang mga bagong katangian, sa pamamagitan ng mga buto at pollen, upang ipakilala ang paglaban sa peste sa mga landscapes, pagkatapos ay kinakailangan ang mga pag-aaral ng ligaw na pagpaparami. Ang mga ito ay kasalukuyang hindi pinapayagan hanggang sa ganap na deregulated ang isang puno ng biotech.

Ang isa pang kakulangan ng kasalukuyang balangkas ay ang ilang mga biotech tree ay hindi maaaring mangailangan ng anumang espesyal na pagsusuri sa lahat. Halimbawa, ang USDA ay hiniling na isaalang-alang ang isang loblolly pino na genetically engineered para sa mas malaking kapal ng kahoy. Ngunit dahil ang regulasyon ng awtoridad ng USDA ay nagmumula sa pangangasiwa nito sa mga panganib ng halaman sa halaman, nagpasya na wala itong anumang awtoridad sa regulasyon sa puno ng biotech na iyon. Ang mga katulad na tanong ay mananatiling tungkol sa mga organismo na ang mga gene ay na-edit gamit ang mga bagong tool tulad ng CRISPR.

Sinabi ng komite na nabigo ang mga regulasyon ng US na itaguyod ang isang malawakang pagsasaalang-alang sa kalusugan ng kagubatan. Bagaman tumutulong ang Batas sa Batas sa Pangkapaligiran ng Pambansang kung minsan, ang ilang mga panganib at maraming potensyal na benepisyo ay malamang na hindi masuri. Ito ang kaso ng mga puno ng biotech pati na rin ang iba pang mga tool upang kontrahin ang mga peste at pathogens, tulad ng pag-aanak, pestisidyo, at mga kasanayan sa pamamahala ng site.

Paano Mo Sinusukat ang Halaga ng Kagubatan?

Ang ulat ng National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine ay nagpapahiwatig ng balangkas ng "mga serbisyo sa ekosistema" para sa pagsasaalang-alang sa iba't ibang paraan na nagbibigay ang mga puno at kagubatan ng halaga sa mga tao. Ang mga ito ay mula sa pagkuha ng mga produkto ng kagubatan sa paggamit ng mga kagubatan para sa paglilibang sa mga serbisyong ekolohiya na nagbibigay ng kagubatan - pagdalisay ng tubig, proteksyon ng uri, at imbakan ng carbon.

Kinikilala din ng komite na ang ilang paraan ng pagpapahalaga sa kagubatan ay hindi angkop sa balangkas ng serbisyo sa ekosistema. Halimbawa, kung ang mga kagubatan ay nakikita ng ilan na magkaroon ng "tunay na halaga," magkakaroon sila ng halaga sa at sa kanilang sarili, bukod sa paraan ng paggalang ng mga tao sa kanila at marahil ay nagpapahiwatig ng isang uri ng obligasyong moral upang protektahan at respetuhin sila. Ang mga isyu ng "wildness" at "naturalness" ay lumalabas din.

Wild Nature?

Paradoxically, ang isang biotech tree ay maaaring tumaas at mabawasan ang pagkalalake. Kung ang wildness ay nakasalalay sa kakulangan ng interbensyon ng tao, ang isang biotech tree ay magbabawas ng pagkalupit ng kagubatan. Ngunit marahil ay kaya isang conventionally makapal na tabla hybrid tree na sadyang ipinakilala sa isang ecosystem.

Alin ang mababawasan ang pagkaligalig pa - ang pagpapakilala ng isang puno ng biotech o ang pagwasak ng isang mahalagang species ng puno? Walang tama o maling sagot sa mga katanungang ito, ngunit ipaalala nila sa amin ang pagiging kumplikado ng mga desisyon na gumamit ng teknolohiya upang mapahusay ang "kalikasan."

Ang pagiging kumplikado ay tumutukoy sa isang pangunahing rekomendasyon ng ulat ng National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine: dialogue sa mga eksperto, stakeholder at komunidad kung paano mapahalagahan ang kagubatan, masuri ang mga panganib at potensyal na benepisyo ng biotech, at maunawaan ang mga kumplikadong pampublikong tugon sa anumang potensyal mga interbensyon, kabilang ang mga may kinalaman sa biotechnology. Ang mga prosesong ito ay kailangang maging magalang, deliberative, transparent, at inclusive.

Ang ganitong mga proseso, tulad ng isang workshop ng stakeholder ng 2018 sa biotech chestnut, ay hindi magbubura ng kontrahan o masiguro ang pinagkasunduan, ngunit mayroon silang potensyal na lumikha ng pananaw at pag-unawa na makakapagpapakain sa mga demokratikong desisyon na ipinaalam ng eksperto sa kaalaman at mga pampublikong halaga.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Jason A. Delborne. Basahin ang orihinal na artikulo dito.