Obecna populacja świata liczy 7,7 miliarda ludzi,
dojdzie do 10 miliardów do roku 2050. Najważniejszym ograniczającym czynnikiem ludzkiej populacji jest dostępność żywności. Obecnie już używamy całej dostępnej,
praktycznie uprawnej ziemi. Dalsze rozszerzanie ziemi pod uprawy wymagałoby używania mniej urodzajnej ziemi, wycinania lasów lub przemieszczania populacji. Zabieranie ekosystemów na ziemię rolną ma także olbrzymi wpływ na środowisko i na różnorodność gatunków.
Jak więc nakarmimy 10 miliardów ludzi za 30 lat? Jak dotąd rozwój rolnictwa dotrzymywał kroku popytowi. Kusi założenie, że taki rozwój będzie nadal dotrzymywał kroku naszym potrzebom. To jest niekończąca się debata o “granicach możliwości” – jeśli ekstrapolujemy jakikolwiek ograniczony zasób w przyszłość, zawsze wydaje się, że się skończy. Historycznie rzecz biorąc jednak, rozwój naukowy i zwykła pomysłowość zmieniały sytuację, odpychając w przyszłość wyczerpanie się każdego zasobu. Doprowadziło to do dwóch szkół myślenia – jedni argumentują, że historia będzie się powtarzać i będziemy w nieskończoność znajdować potrzebne nam zasoby, oraz ci, którzy argumentują, że niezależnie od tego, jacy będziemy pomysłowi, co jest ograniczone jest ograniczone i w końcu dojdziemy do ściany.
Kiedy mówimy o żywności, efektem wyczerpania zasobów jest masowy głód. W ten sposób natura rozwiązuje problem ograniczonej żywności; zwierzęta umierają z głodu i redukują populację do przywrócenia naturalnej równowagi. I nie można powiedzieć, że masowa klęska głodowa nigdy się nie zdarzyła. W latach 1960 co najmniej 36 milionów ludzi w Chinach zmarło z głodu z powodu złego zarządzania systemem rolnym. Możemy doprowadzić do powtórzenia się tej sytuacji. Jeśli popchniemy nasz system rolny aż do jego granic w celu wykarmienia rosnącej populacji, czy ten system będzie coraz bardziej narażony? Co będzie, jeśli zaraza zniszczy uprawę podstawową, lub zła pogoda znacząco zredukuje plony? Możemy mieć coraz mniej rezerw w systemie, by poradzić sobie z tego rodzaju zdarzeniami.
Możemy mówić o kontroli populacji i jest to sensowne podejście. Osobiście jestem za kontrolą populacji poprzez wyciąganie ludzi z nędzy i przez równość płci, bo są to dwie najistotniejsze przyczyny przeludnienia. Nie jest jednak rozsądne oczekiwanie, że powstrzymamy ludzkość przed osiągnięciem liczby 10 miliardów i nie jest jasne, na jakim poziomie to się zatrzyma. Potrzebujemy planu, jak nakarmić tę populację. Odrzucam radykalną propozycję pozostawienia produkcji żywności na obecnym poziomie lub wręcz zmniejszenie jej i pozwolenie na naturalną kontrolę wzrostu populacji. To rozwiązanie proponują ludzie, którzy nie będą zagrożeni śmiercią głodową, bo kryzys uderzy głównie w ubogich i uciskanych.
Jak więc wykarmimy 10 miliardów ludzi bez wycinania lasów deszczowych? Na szczęście wydaje się, że mamy miejsce na kolejną rewolucję w rolnictwie, co znaczy, że już zidentyfikowaliśmy słabości w produkcji żywności, które można poprawić. Te ulepszenia dzielą się na dwie ogólne kategorie, ulepszenia metod upraw i ulepszenia samych roślin uprawnych.
Ulepszenia metod upraw obejmują takie rzeczy, jak lepsze zarządzanie ziemią, dostarczanie wody i nawozów w optymalnych ilościach w bardziej precyzyjny sposób, by zmaksymalizować użycie i zminimalizować marnowanie się, używanie sztucznej inteligencji i wielkich banków danych do prac na dużych farmach i użycie dronów i robotów do zautomatyzowania części harówki na farmach. Na przykład, badacze już tworzą roboty do wyrywania chwastów. Jeśli udoskonalą tę technologię, może to być bardzo skuteczny sposób zredukowania chwastów, który zminimalizuje używanie środków chwastobójczych i orki. Możemy także optymalizować użycie ziemi przez zwiększenie pionowych upraw.
Jesteśmy także gotowi do znaczących ulepszeń samych roślin uprawnych. To także przychodzi dzięki postępom nauki – wiedzy o genetyce roślin i technologii dokonywania zmian genetycznych, w szczególności CRISPR. W przeszłości genetyczne uszlachetnianie roślin osiągano przez czekanie na korzystną mutację i potem – jeśli znalazł ją właściwy człowiek – uprawianie jej. W zeszłym stuleciu znacznie przyspieszyliśmy ten proces dzięki kilku metodom, takim jak tworzenie hybryd. Z hybrydowymi roślinami możemy mieszać i zestawiać cechy pokrewnych odmian. Ten proces został pociągnięty dalej przez wymuszoną hybrydyzację – używając technik, które pozwalały na hybrydyzowanie coraz odleglejszych gatunków.
Szeroko także używamy tworzenia mutacji, poddając rośliny albo działaniu składników chemicznych, albo naświetlaniu, żeby przyspieszyć proces mutacji, a następnie sadzić tak wyhodowane rośliny i wybierać spośród tysięcy obiecujących potworów takie, które dają korzystne rezultaty. To nie jest jakaś nowa technika. Jest w użyciu od lat 1930 z około 3200 odmianami wypuszczonymi na rynek.
Przez ostatnich 20 lat używaliśmy bardziej nowoczesnych technik, znanych pod wspólną nazwą genetycznej modyfikacji (choć wszystkie techniki dają w wyniku genetyczną modyfikację, ta kategoria jest krytykowana jako całkowicie arbitralna). Konkretnie, istnieją techniki zamian lub wyciszania genów już obecnych w roślinach lub wstawiania genów od albo blisko, albo odlegle spokrewnionych gatunków. Niestety, te techniki są niesłusznie i niesprawiedliwie demonizowane, mimo że w rzeczywistości są całkowicie bezpieczne i skuteczne.
Technologia GM jest także gotowa do dostarczenia kolejnej rewolucji w rolnictwie, jakiej potrzebujemy, żeby wyżywić naszą rosnącą populację, ograniczając równocześnie negatywne skutki dla ekosystemu. W niedawnym artykule dokonano przeglądu obecnego stanu rolniczej genetyki. W ostatnich latach dokonaliśmy niesłychanego postępu w rozumieniu genetycznej podstawy minionych postępów w rolnictwie, co tworzy potencjał do powtórzenia tych korzyści w niemal każdej roślinie uprawnej.
Na przykład, w roślinach istnieją układy genetyczne, które są wysoce zakonserwowane ewolucyjnie, a więc są takie same nawet w odlegle spokrewnionych roślinach. Jednym z nich jest układ giberelinów, który kontroluje wysokość łodygi. W przeszłości hodowaliśmy karłowate odmiany roślin, takich jak pszenica, żeby nie wyrosły zbyt wysokie w wyniku nowoczesnego nawożenia. Kiedy łodygi rosną zbyt wysoko, pochylają się i robią się karbowane, co powoduje gnicie. Karłowata pszenica radykalnie podniosła plony. Okazuje się, że dokładnie ten sam układ genetyczny jest także w ryżu, mimo że są odlegle spokrewnione.
Innym układem jest układ florigenu, który kontroluje kwitnienie. Tym można manipulować dla zwiększenia plonów. Są także układy genowe, które mogą wpływać na odporność na suszę, tolerancję zimna i odporność na szkodniki. Badamy genetykę wydajniejszej fotosyntezy i pobierania azotu z powietrza.
Nadal istnieje miejsce na ulepszenie wydajności w rolnictwie. Musimy jednak wykorzystać naszą nowoczesną wiedzę genetyczną i techniki edytowania genów, aby w pełni wprowadzić te ulepszenia. Naprawdę nie stać nas na luksus ignorowania lub wyrzekania się tej technologii z powodu ciasnoty umysłowej i opartej na przesądach ideologii.
Jest wielką ironią to, że antynaukowa lewica – czyli mający dobre intencje środowiskowcy, którzy walczą przeciwko elektrowniom atomowym, w ostatecznym rachunku pogorszą problem globalnego ocieplenia, a ci, którzy sprzeciwiają się technologii GM, pogorszą negatywny wpływ rolnictwa na środowisko. Miejmy nadzieję, że rzeczywistość przezwycięży ideologiczne opory. Zobaczymy.
The Next Agricultural Revolution
NeuroLogica Blog, 20 września 2019
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewsk+a
Steven Novella
Neurolog, wykładowca na Yale University School of Medicine. Przewodniczący i współzałożyciel New England Skeptical Society. Twórca popularnych (cotygodniowych) podkastów o nauce The Skeptics’ Guide to the Universe. Jest również dyrektorem Science-Based Medicine będącej częścią James Randi Educational Foundation (JREF), członek Committee for Skeptical Inquiry (CSI) oraz członek założyciel Institute for Science in Medicine. Prowadzi blog Neurologica.
