یک کاربرگ بهتر ایجاد کنید نیویورکر

لانگ به ویژه مشتاق تحویل دانه های آماده شده با فتوسنتزی به کشاورزان در جنوب صحرای آفریقا است، منطقه ای که از انقلاب سبز اولیه بهره چندانی نبرده است. امروزه بیش از دویست میلیون نفر در آنجا دچار سوءتغذیه مزمن هستند.

لانگ به من گفت: "اگر ما بتوانیم به کشاورزان کوچک آفریقا فناوری ارائه کنیم که غذای بیشتری تولید کند و معیشت بهتری به آنها بدهد، این واقعاً به تیم انگیزه می دهد." یکی از بندهای بنیاد گیتس همه پیشرفت هایی است که از آن ناشی می شود بالغکار این شرکت باید «با قیمت مقرون به صرفه» در اختیار شرکت‌ها یا سازمان‌های دولتی باشد که بذر را برای کشاورزان فقیرترین کشورهای جهان عرضه می‌کنند.

قبل از هر یک از بالغبا این حال، تولیدات این شرکت را می توان در جنوب صحرای آفریقا یا هر جای دیگری کاشت، تمام مجوزها باید به دست آید. (تکنیک های ویرایش ژن که توسط لانگ و همکارانش استفاده می شود اغلب به ثبت رسیده است.) سپس ژن های تغییر یافته باید توسط آژانس مربوطه در کشور مورد نظر تأیید شوند و تغییرات باید در گونه های محلی پرورش داده شوند. تاکنون تنها تعداد انگشت شماری از کشورهای آفریقایی محصولات دستکاری شده ژنتیکی را تایید کرده اند و بیشتر تاییدیه ها مربوط به پنبه تراریخته است. یک مطالعه اخیر اشاره کرد که حداقل دوجین محصول غذایی تراریخته - برخی برای مقاومت در برابر حشرات اصلاح شده اند، برخی دیگر برای تحمل نمک - به آژانس های نظارتی در منطقه ارسال شده اند، اما ناشناخته باقی مانده اند.

این مطالعه می‌گوید: «بسیاری از فناوری‌های قابل دوام در قفسه باقی می‌مانند که اغلب به دلیل فلج نظارتی است. (در ایالات متحده، تقریباً تمام دانه های سویا و ذرت اصلاح ژنتیکی شده اند؛ سایر محصولات غذایی تراریخته تایید شده شامل سیب، سیب زمینی، پاپایا، چغندر قند و کلزا است. در مقابل، در اروپا، محصولات تراریخته به طور کلی ممنوع است.) به غذاهای تراریخته ممنوع شده است. به نظر می رسد که اکثر مردم در آفریقای جنوب صحرای آفریقا بدبین هستند. به عنوان مثال، یک نظرسنجی اخیر در زیمبابوه نشان داد که تقریباً سه چهارم پاسخ دهندگان آنها را "بیش از حد خطرناک" می دانند. و کشاورزان خرده مالک زمین کافی برای ترک مناطق حائل ندارند، به این معنی که اگر آنها محصولات تراریخته را که گرده افشانی متقاطع هستند پرورش دهند، می توانند همسایگان غیرتراریخته خود را مخلوط یا آلوده کنند.

وقتی از لانگ در مورد توصیه توسعه واریته‌های اصلاح‌شده ژنتیکی برای استفاده در کشورهایی که به نظر می‌رسد چندان تمایلی به آن‌ها ندارند، پرسیدم، او در جلسه‌ای با بالغ محققان، سوال مشابهی از بیل گیتس پرسیده شد.

لانگ گفت: "پاسخ او این بود، "خب، اگر این کمبود مواد غذایی محقق شود، همه چیز می تواند تغییر کند." و اگر انجام دهند، برای انجام این تحقیق خیلی دیر خواهد بود».

حدود سی میلیون سال پیش، یک گیاه - هیچ کس دقیقاً نمی داند کدام یک، اما احتمالاً علف بوده است - هک خود را برای بهبود فتوسنتز اختراع کرد. هک مراحل مربوط به فرآیند را تغییر نداد. به جای آن موارد جدید اضافه کنید. مراحل جدید CO را متمرکز می کند₂ در اطراف RuBisCo، به طور موثری توانایی آنزیم برای اشتباه کردن را از بین می برد. (برای گسترش استعاره خط تولید، کارگری را تصور کنید که با جعبه هایی احاطه شده است که قطعات مناسب و هیچ یک از قطعات اشتباه را ندارند.) در این زمان، سطح دی اکسید کربن در جو در حال کاهش است - روندی که کم و بیش ادامه خواهد داشت تا اینکه مردم متوجه شدند که چگونه سوخت های فسیلی را بسوزانند - بنابراین اگرچه هک هزینه کمی برای کارخانه دارد، اما سود خالصی را به همراه دارد. در واقع، آنقدر مفید بود که گیاهان دیگر به زودی از آن پیروی کردند. آنچه اکنون به عنوان فتوسنتز C4 شناخته می شود، حداقل چهل و پنج بار به طور مستقل در نوزده خانواده گیاهی مختلف تکامل یافته است. (اصطلاح "C4" به ترکیب چهار کربنه ای اطلاق می شود که در یکی از مراحل اضافی تولید می شود.) امروزه، چندین محصول عمده دنیا C4 هستند، از جمله ذرت، ارزن و سورگوم و همچنین چندین محصول کلیدی جهان. علف های هرز، مانند صدفی و تیره.

فتوسنتز C4 به سادگی کارآمدتر از فتوسنتز معمولی نیست که به C3 معروف است. همچنین به آب کمتر و نیتروژن کمتر و در نتیجه کود کمتری نیاز دارد. حدود بیست و پنج سال پیش، یک فیزیولوژیست گیاهی به نام جان شیهی ایده‌ای را ارائه کرد که بسیاری دیگر از فیزیولوژیست‌های گیاهی فکر می‌کردند که ایده‌ای پوچ است. او تصمیم گرفت که برنج که یک گیاه C3 است باید به C4 تبدیل شود. مانند لانگ، شیهی اهل انگلستان بود، اما در فیلیپین در یک موسسه تحقیقاتی کار می کرد که در آن پرورش دهندگان انواع برنج را در دهه 1960 توسعه دادند که به انقلاب سبز کمک کرد. در سال 1999، شیخ میزبان جلسه ای در مؤسسه برای بحث درباره ایده خود بود. نظر کلی شرکت کنندگان غیرممکن بود.

شیخ تسلیم نشد. در سال 2006، با نزدیک شدن به دوران بازنشستگی، او دومین نشستی را در این زمینه ترتیب داد. حاضران باز هم شک داشتند. اما این بار به این نتیجه رسیدند که طرح شیخ ارزش امتحان را دارد. جین لنگدیل، زیست شناس گیاهی از آکسفورد، از جمله محققان در نشست دوم بود. او اخیراً وقتی با او در زوم صحبت کردم، گفت: «احساس می‌کردم حالا یا هرگز نبود». "یا باید جوانان را به آن علاقه مند کنیم یا فرصت را از دست می دهیم. بدین ترتیب پروژه C4 Rice متولد شد که اکنون ریاست لنگدیل را بر عهده دارد. (شیخ در سال 2019 درگذشت)

پروژه C4 Rice را می توان به صورت مشاهده کرد بالغپسر عموی تیزتر است همچنین توسط بنیاد گیتس تأمین مالی می شود و همچنین با مهندسی مجدد آن از کلروپلاست به بالا، به جهان تغذیه می کند. وب سایت این پروژه خاطرنشان می کند: «با توجه به اینکه جاده C4 تا 50 درصد کارآمدتر از جاده C3 است، معرفی صفات C4 در فرهنگ C3 تأثیر چشمگیری بر عملکرد محصول خواهد داشت».

چیزی که کار را بسیار چالش برانگیز می کند این است که گیاهان C4 فقط مراحل اضافی را در فتوسنتز طی نمی کنند. آناتومی متفاوتی دارند از جمله اینکه رگبرگهای برگهای گیاهان C4 بسیار محکمتر از رگبرگهای گیاهان C3 هستند و این فاصله برای گیاه بسیار مهم است. پروژه C4 Rice شامل سی محقق از پنج کشور است. برخی از دانشمندان بر روی تغییر شکل برگ های گیاه تمرکز کرده اند، برخی دیگر بر روی تغییر بیوشیمی آن.

لنگدیل به من گفت: "ما در تلاشیم تا این دو کار را به صورت موازی انجام دهیم." اما در نهایت، ما باید هر دو را انجام دهیم.»

این پروژه با موانع زیادی روبرو بود. با این حال او به جلو حرکت کرده است. آزمایشگاه لانگدیل توانست گیاهان برنج را با حجم بیشتری از رگبرگها در برگهایشان تولید کند، اگرچه حجم آن هنوز به اندازه کافی زیاد نیست. آزمایشگاه های دیگر گیاهان برنج را توسعه داده اند که ترکیب مهم چهار کربنه را تولید می کند. با این حال، این کارخانه ها گام بعدی را بر نمی دارند، یعنی کنار گذاشتن یکی از کربن هایی که توسط RuBisCo گرفته می شود.

لنگدیل گفت: «وقتی شروع کردیم، همه فکر می کردند ما دیوانه هستیم. "و این سفر آسانی نبود. اما فکر می‌کنم الان مردم دارند تماشا می‌کنند و فکر می‌کنند، می‌دانی، آنها در واقع پیشرفت می‌کنند.

او ادامه داد: "من نمی دانم که آیا ما هرگز برنج را با آناتومی و بیوشیمی کامل C4 خواهیم ساخت." "اما من فکر می کنم ما چیزهایی را در طول مسیر پیدا خواهیم کرد که بازده و کارایی را بهبود می بخشد، حتی اگر این یک کار تمام وقت نباشد."

چند روز پس از صحبت با لنگدیل، سه روستایی پنجابی در محل تظاهرات در نزدیکی دهلی نو با یک کامیون برخورد کردند. (قربانیان، زنان پنجاه و شصت ساله بودند.) طی سال گذشته، صدها هزار کشاورز در هند علیه دولت نخست وزیر نارندرا مودی تظاهرات کردند و برای ماه ها ده ها هزار نفر در کنار جاده های منتهی به پایتخت اردو زده اند.

در معنای بی واسطه، هدف از خشم کشاورزان مجموعه قوانینی است که توسط حزب مودی در مجلس تصویب شده است. آنها می ترسند که این می تواند منجر به توقف حمایت از قیمت دولت شود. با این حال، به معنای عمیق تر، تنش ها به انقلاب سبز باز می گردد. برای تشویق کشاورزان به کاشت انواع برنج و گندم با عملکرد بالاتر و تشنه تر، دولت هند یک سیستم حمایت از قیمت را در دهه 1960 معرفی کرد. یارانه ها در حال حاضر منجر به اشباع بیش از حد این کالاها شده است، اگرچه رشد آنها باعث تخلیه سفره های زیرزمینی کشور می شود و دولت می خواهد کشاورزان را تشویق کند تا از محصولاتی که زمانی آنها را به کاشت رسانده بودند، کنار بیایند. برای میلیون ها کشاورز کشور، که اکثر آنها کمتر از پنج هکتار دارند، تغییرات در وضعیت موجود احتمالاً منجر به بدبختی بیشتر می شود.

سودا نارایانان، یکی از همکاران پژوهشی در موسسه بین المللی تحقیقات سیاست غذایی در دهلی نو، گفت: «بسیاری از مردم استدلال می کنند که حمایت قیمتی که در حال حاضر ارائه می شود به سختی برای پوشش هزینه های تولید کافی است. اما کشاورزان برای تعیین حداقل حداقل درآمد به حمایت وابسته هستند: "آنها به عنوان نوعی بیمه تلقی می شوند." اواخر ماه گذشته، به عنوان یک اقدام غافلگیرکننده، پارلمان به لغو قوانین رای داد، اما این به اعتراضات پایان نداد. کشاورزان اکنون خواستار تعمیم حمایت قیمت به سایر محصولات هستند.

چگونه می توان انقلاب سبز دوم را بدون تکرار یا تکمیل اشتباهات اول ایجاد کرد، سوالی است که سگ ها در تلاش برای افزایش بازده، به ویژه در جنوب جهانی هستند. با تغییرات آب و هوایی، چالش ها از بسیاری جهات حتی تندتر از دهه 1960 است. موسسات تحقیقاتی که به انجام انقلاب سبز اولیه کمک کردند، از جمله مرکز بین المللی بهبود ذرت و گندم در مکزیک، جایی که نورمن بورلاگ در آن مستقر بود، و موسسه تحقیقات بین المللی برنج در فیلیپین، جایی که جان شیهی در آن کار می کند، بخشی از یک کنسرسیوم هستند. به نام CGIAR. (این نام از گروه مشاوره تحقیقات بین المللی کشاورزی گرفته شده است.) CGIAR در حال بازسازی است.

Channing Arnd، مدیر موسسه بین المللی تحقیقات سیاست غذایی در CGIAR، گفت: "در اصل، سازماندهی مجدد به معنای تلاش برای حمله به آنچه ما به مشکلات قرن بیست و یکم می خوانیم با پرداختن به انتقاد از انقلاب سبز است." . او ادامه داد: انقلاب سبز «مطمئناً کالری زیادی به همراه داشت». اما آلودگی و مشکلات دیگری را نیز به همراه داشت که نمی‌خواهیم تکرار شوند.»

یک راه برای نگاه کردن بالغ و پروژه C4 Rice مانند تلاشی برای معرفی ابزارهای قرن بیست و یکم برای مقابله با مشکلات قرن بیست و یکم است. خوب یا بد، ما اکنون توانایی مقابله با زندگی در ابتدایی ترین سطح را داریم و این همه امکانات را از درمان بیماری های ژنتیکی گرفته تا تولید سلاح های بیولوژیکی در اختیار ما قرار می دهد. محصولاتی که خطاهای فتوسنتزی کمتری دارند یا این فرآیند را با کارایی بیشتری کامل می‌کنند، در هر هکتار غذای بیشتری تولید می‌کنند و احتمالاً سرمایه‌گذاری کمتری دارند. نه تنها مردم سود خواهند برد. همچنین گونه های بی شماری که زیستگاه آنها در امان خواهد ماند. ادوارد مابایا، پروفسور تحقیقات کرنل، می گوید: «در بیست سال آینده، این می تواند یک تغییر بزرگ باشد.