A módosított szupernövények jelenthetik a jövőt

Tudósok olyan genetikai módosításon dolgoznak, amelynek köszönhetően a haszonnövények képesek fokozott ütemben megkötni a szén-dioxidot, miközben sokkal magasabb a terméshozamuk. 

Azt már álalános iskolában megtanuljuk, hogy a növények a fotoszintetizálás révén a napfényből származó energiát képesek hasznosítani: a szén-dioxidot glükozzá alakítják át, így oxigént szabadítanak fel. Ám nem minden növény követi ezt az utat: a fotoszintetizálás mellett elindul egy fotorespirációs nevű folyamat is, ami visszafogja a növények növekedését. Többek között emiatt éri a mezőgazdaságot is az a kritika, hogy az erdőírtással kialakított termőföldeken olyan haszonnövényeket termesztenek, amelyek nem kötik meg a szén-dioxidot kellő mértékben, a fotorespiráció miatt pedig nem is növekednek annyira. Ilyen növények tipikusan a “C3” és “C4” növények, mint a cukornád, cirok, búza, rizs, szója. 

Az Illinois-i Egyetemen futó RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency) kutatás célja, hogy elsősorban a cukornádat,  valamint a hazánkban főként takarmánynövényként termesztett cirokot úgy módosítsa, hogy azok nagyobb mennyiségű Rubisco enzimet termeljenek. A növények nagy részében ugyanis ez az enzim felel a fotoszintézisért. 

A tudósok azon dolgoznak, hogy átalakítsák ezt a folyamatot, és a növény a saját hatékonyságára is figyelemmel lehessen. A kísérletek ott tartanak, hogy a módosításoknak köszönhetően a cukornád Rubisco enzim termelése akár 90 százalékkal is megnőhet, ami az üvegházi kísérletek során 37–81 százalékos biomassza-növekedést eredményezhet. A cirok esetében a Rubisco enzim mennyisége 13–25 százalékkal emelkedhet, ami szántóföldi körülmények között 15,5 százalékos hozamnövekedést hozhat.  

Ezek persze egyelőre laboratóriumi eredmények, de gyakorlati alkalmazásuk a növekvő terméshozam, és még több élelmiszertermelés mellett komoly klímavédelmi potenciált is hordoznak: a gazdák több takarmányt és bioüzemanyagot is állíthatnak elő ugyanakkora területen, így csökkenhet a mezőgazdasági területek bővítésének, és az ezzel járó erdőirtásnak a szükségessége. Emellett a termelés hatékonyságának növelése segíthet a globális élelmiszerárak stabilizálásában, különösen azokban a térségekben, ahol a terméshozam évtizedek óta alig változott. Ráadásul, ha széles körben elterjednek, hozzájárulhatnak a légköri szén-dioxid szintjének csökkentéséhez és a globális felmelegedés lassításához. 

Ugyanakkor a technológia bevezetése nem magától értetődő, a génmódosított növények (GMO-k) hosszú távú hatásai kapcsán élénk vita folyik. Bár ezek a növények nem tartalmaznak idegen fajból származó DNS-t – hisz a már meglévő biológiai mechanizmusokat erősítenek fel – sokan továbbra is óvatosak. Felmerül a kérdés, hogy a génmódosított fajok túlzott elterjedése milyen hatással lehet az ökoszisztémákra, illetve a mezőgazdasági biodiverzitásra. 

A szakértők ezért arra figyelmeztetnek, hogy az ilyen fejlesztéseket nem a hagyományos fajták helyettesítésére, hanem kiegészítésére érdemes alkalmazni. Így megőrizhető a genetikai sokféleség, miközben kihasználjuk az új technológiákban rejlő lehetőségeket is. A következő évek kulcsfontosságú lépései közé tartozik a módosított növények tesztelése különféle éghajlati és talajviszonyok között, a magtermelés optimalizálása, valamint annak vizsgálata, hogy ezek a növények mennyire ellenállók a szélsőséges időjárási viszonyokkal szemben.