జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన చెట్లు వాతావరణ మార్పులతో పోరాడటానికి సహాయపడతాయి – ఇక్కడ ఎలా ఉంది

కెనడియన్ ఫారెస్ట్ సర్వీస్‌తో అటవీ జన్యుశాస్త్రంలో పరిశోధనా శాస్త్రవేత్త సెగుయిన్, స్ప్రూస్ చెట్లలో బ్యాక్టీరియా డిఎన్‌ఎను చొప్పించాడు, ఇది సూదులను నమలగల పరాన్నజీవి అయిన స్ప్రూస్‌కు రోగనిరోధక శక్తిని కలిగిస్తుంది. ఒకే వ్యాప్తిలో పదిలక్షల హెక్టార్ల చెట్లు.

జన్యు ఇంజనీరింగ్‌పై వివాదం ఉన్నప్పటికీ, కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు పెద్ద, వేగంగా, వ్యాధులను నిరోధించే చెట్లను సృష్టించడం ద్వారా వాతావరణ మార్పులతో పోరాడటానికి కూడా సహాయపడతారని మరియు కార్బన్‌ను నేలమీద పడే స్థిరమైన తెల్ల ధూళిగా మార్చగలరని చెప్పారు – మరో మాటలో చెప్పాలంటే, వాతావరణం నుండి కార్బన్‌ను తీయడం చెట్లు మంచివి.

“రసాయనాల వాడకాన్ని తగ్గించడానికి మరియు కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్ను మెరుగుపరచడానికి జీవులను జన్యుపరంగా సవరించగలిగే పరిష్కారాలు ఇప్పుడు ఉన్నాయి” అని సెగుయిన్ అన్నారు, “మాత్రమే కాదు [improving] కిరణజన్య సంయోగక్రియ కానీ ఆ మొక్కలను పర్యావరణానికి మరింత నిరోధకతను కలిగిస్తుంది “.

జన్యు ఇంజనీరింగ్ చుట్టూ ఉన్న కొన్ని ఆందోళనలలో పర్యావరణ నష్టాలు, విస్తృత భద్రతా వాదనలు మరియు ప్రజల ప్రమేయం లేకపోవడం వంటివి ఉన్నాయి, కెనడియన్ బయోటెక్నాలజీ యాక్షన్ నెట్‌వర్క్ సమన్వయకర్త లూసీ షారట్ మాట్లాడుతూ, పరిశోధన, పర్యవేక్షణ మరియు సంబంధిత సమస్యలపై అవగాహన పెంచుతుంది. ఆహారం మరియు వ్యవసాయంలో జన్యు ఇంజనీరింగ్.

“వేగవంతమైన వృద్ధి రేటు కలిగిన చెట్లను కలిగి ఉన్న తోటలు [would be] అటవీ పర్యావరణ వ్యవస్థలను బెదిరించే భారీ మరియు ప్రమాదకరమైన ప్రయోగం, “షారట్ చెప్పారు.

వాతావరణ మార్పుల యొక్క సవాలు సవాలు వాతావరణ కార్బన్‌ను తగ్గించడానికి చెట్లు మరియు అడవులను కేంద్ర బిందువుగా మార్చింది.

ఒక లో సంబంధం సెప్టెంబరులో, బయోటెక్నాలజీ వంటి ఆవిష్కరణ రంగాలకు విధాన సిఫార్సులు చేసే యు.ఎస్ ఆధారిత థింక్ ట్యాంక్ ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ అండ్ ఇన్నోవేషన్ ఫౌండేషన్, కార్బన్ సింక్లుగా చెట్లను పెంపకం చేయడం వాతావరణ మార్పులను అరికట్టడానికి సహాయపడుతుందని చెప్పారు. .

“మంచి కార్బన్ సింక్లుగా అడవులను సృష్టించడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి” అని జన్యు శాస్త్రవేత్త మరియు ఫౌండేషన్ యొక్క సీనియర్ సభ్యుడు వాల్ గిడ్డింగ్స్ అన్నారు.

“కానీ బహుశా జాబితాలో అగ్రస్థానంలో, నేను జన్యు సవరణను అందించాలనుకుంటున్నాను.”

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, వాతావరణ మార్పులను ఎదుర్కోవటానికి ఒక మార్గంగా ఎక్కువ చెట్లను నాటాలనే ఆలోచనను ప్రభుత్వాలు అవలంబించాయి. పారిస్ ఒప్పందంతో ఉన్న దేశాలు గ్లోబల్ వార్మింగ్‌ను 2 ° C కంటే తక్కువగా ఉంచాలని ప్రతిజ్ఞ చేశాయి – ఆదర్శంగా 1.5 ° C – పారిశ్రామిక-పూర్వ స్థాయిల కంటే ఎక్కువ మొత్తంలో చెట్ల పెంపకం ప్రచారంలో పెట్టుబడులు పెట్టాయి కర్బన ఉద్గారములు.

2019 లో చివరి సమాఖ్య ఎన్నికల ప్రచారం సందర్భంగా, జస్టిన్ ట్రూడో యొక్క ఉదారవాదులు 2030 నాటికి రెండు బిలియన్ చెట్లను నాటాలని ప్రతిజ్ఞ చేశారు, 2050 నాటికి కెనడా నికర సున్నా ఉద్గారాలను సాధించడంలో సహాయపడుతుంది.

వాతావరణ మార్పులను ఎదుర్కోవటానికి చెట్ల వాడకం ఎక్కువ చెట్లను నాటడం కిరణజన్య సంయోగక్రియను పెంచుతుంది అనే ఆలోచనపై ఆధారపడి ఉంటుంది, మొక్కలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను శ్వాసక్రియ ఆక్సిజన్‌గా మార్చే విధానం. కార్బన్ బయోమాస్‌గా మార్చబడుతుంది – ఆకులు లేదా సూదులు, ట్రంక్లు మరియు మూలాలు – లేదా మట్టిలో నిల్వ చేయబడతాయి, కార్బన్ సింక్‌లు అని పిలువబడే స్వాధీనం చేసుకున్న కార్బన్ యొక్క సహజ జలాశయాలకు జోడించబడతాయి.

కానీ చెట్లు గ్రహించే కార్బన్ ఎప్పటికీ ఉండదు. వారు శ్వాస ద్వారా వాతావరణంలోకి తిరిగి పంపవచ్చు లేదా అటవీ మంటలు మరియు క్రిమి సంక్రమణలు వంటి అవాంతరాలు చెట్లు కాలిపోయినప్పుడు లేదా క్షీణించినప్పుడు నిల్వ చేసిన కార్బన్‌ను వాటి కణజాలాలలోకి విడుదల చేస్తాయి.

సమర్థవంతమైన కార్బన్ సింక్‌లు ఆరోగ్యకరమైన మరియు స్థితిస్థాపకంగా ఉండే పర్యావరణ వ్యవస్థలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అందుకే తెగుళ్ళను నిరోధించడానికి మొక్కల జన్యు ఇంజనీరింగ్ సహాయపడుతుందని సెగుయిన్ మరియు గిడ్డింగ్స్ వంటి శాస్త్రవేత్తలు అంటున్నారు.

వసంతకాలంలో జీవించే పరాన్నజీవులు

గ్లోబల్ వార్మింగ్ నుండి ఉత్పన్నమయ్యే పర్యావరణ సవాళ్ళలో, శీతాకాలంలో సాధారణంగా చనిపోయే అనేక పరాన్నజీవులు వసంతకాలం వరకు జీవించగలవని గిడ్డింగ్స్ చెప్పారు.

“బెరడు బీటిల్స్ ఇప్పుడు బాగా మనుగడలో ఉన్నాయి మరియు వాటి పరిధిని ఉత్తరాన కదులుతున్నాయి” అని అతను చెప్పాడు. “కానీ బెరడు బీటిల్ ను అడ్డుకోవటానికి ఈ అడవులలోని చెట్లను జన్యుపరంగా సవరించడానికి నేను ఒక మార్గాన్ని కనుగొనగలిగితే, అది చాలా పెద్ద ప్రయోజనం.”

ఒక ప్రకారం నివేదిక 2018 నేచురల్ రిసోర్సెస్ కెనడా నుండి, క్రిమి వ్యాప్తి కెనడా యొక్క కార్బన్ నిల్వలపై అడవి మంటల తరువాత రెండవ అతిపెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది మరియు పర్యావరణ వ్యవస్థపై వినాశనం కలిగిస్తుంది.

నేడు, కెనడా 1990 లలో BC లో ప్రారంభమైన బెరడు బీటిల్ వ్యాప్తితో పోరాడుతోంది. అప్పటి నుండి, నేచురల్ రిసోర్సెస్ కెనడా పర్వత పైన్ బీటిల్ – యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు కెనడాలో నివసించే బెరడు బీటిల్ యొక్క జాతి – కంటే ఎక్కువ ప్రభావితం చేసింది 18 మిలియన్ హెక్టార్ల అడవి.

“పశ్చిమాన పైన్స్ తింటున్న పర్వత పైన్ బీటిల్ వంటి కీటకాలు ఉన్నాయి, మరియు కరువుతో అడవి మంటలు సృష్టించబడతాయి” అని సెగుయిన్ అన్నారు. “ఇప్పుడు, కెనడియన్ ఫారెస్ట్ సర్వీస్‌లో గతంలో కంటే ఎక్కువ మంది అగ్ని నిపుణులు ఉన్నారు, ఎందుకంటే మా అడవులు కొంచెం కాలిపోతున్నాయి.”

ఈ అటవీ మంటలు వాతావరణంలో భారీ మొత్తంలో కార్బన్‌ను విడుదల చేస్తాయి. 2017 లో, BC యొక్క అతిపెద్ద అగ్ని సీజన్ రికార్డులో ఉంది 190 మిలియన్ టన్నుల గ్రీన్హౌస్ వాయువులను విడుదల చేస్తుంది వాతావరణంలో – ప్రావిన్స్ వార్షిక కార్బన్ పాదముద్రకు దాదాపు మూడు రెట్లు.

అన్ని చెట్లు ఒకేలా ఉండవు

కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్ ప్రపంచంలో, అన్ని చెట్లు ఒకేలా ఉండవు: వయస్సు మరియు పరిమాణం పదార్థం.

పెద్ద మరియు పాత చెట్లు కార్బన్‌ను బాగా నిల్వ చేస్తాయి. పరిశోధన చూపిస్తుంది చెట్లు తమ జీవితపు చివరి త్రైమాసికంలో నిల్వ చేసిన కార్బన్‌లో ఎక్కువ భాగం పేరుకుపోతాయి మరియు ప్రపంచంలోని అతిపెద్ద చెట్లలో ఒక శాతం నిల్వకు బాధ్యత వహిస్తాయి వారి అడవిలో 50 శాతం కార్బన్.

ఇంకా ఆ దశకు చేరుకోవడానికి వందల లేదా వేల సంవత్సరాలు పట్టవచ్చు. దీనికి జన్యుపరమైన పరిష్కారం ఉండవచ్చని గిడ్డింగ్స్ చెప్పారు, తద్వారా జన్యు సవరణ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన చెట్టు సాధారణం కంటే రెండు రెట్లు వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు సగం సమయంలో రెండుసార్లు కార్బన్‌ను గ్రహిస్తుంది.

తక్కువ సమర్థవంతమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియను మరింత సమర్థవంతంగా మార్చడానికి మొక్కలను పొందడం లేదా వారు గ్రహించే కొన్ని కార్బన్‌లను స్థిరమైన తెల్లటి ధూళిగా మార్చే చెట్లను రూపకల్పన చేయడం వల్ల చెట్లు వాతావరణంలోకి విడుదల చేయవు బోస్టన్ ఆధారిత ప్రొఫెసర్ చార్లెస్ డెలిసి విశ్వవిద్యాలయం యొక్క బయోమెడికల్ ఇంజనీరింగ్ విభాగం గుర్తించింది.

వాతావరణ మార్పుల విషయానికి వస్తే, అనేక పర్యావరణ వ్యవస్థలు టిప్పింగ్ పాయింట్లకు చేరుకుంటున్న సమయంలో కార్బన్‌ను తగ్గించడానికి బయోటెక్నాలజీ పరిష్కారాలు ఎక్కువగా పట్టికలో వదిలివేయబడ్డాయి.

“మేము కొన్ని సందర్భాల్లో మనం ఏమి చేస్తున్నామనే దానితో సంబంధం లేదు” అని డెలిసి చెప్పారు. “మేము వాతావరణం నుండి కార్బన్‌ను తొలగించాలి.”

ఇంజనీరింగ్ చెట్లు తమ కార్బన్‌లో కొన్నింటిని పౌడర్ లాంటి కాల్షియం బైకార్బోనేట్‌గా మార్చే అవకాశం ఉంది, ఎందుకంటే దీనిని ఉత్పత్తి చేసే మార్గాలు బాగా అర్థం చేసుకోబడతాయి. అటువంటి చెట్టు వాతావరణంలోకి విడుదల చేయలేని ఘనమైన ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అది నేలమీద పడటం మరియు ముడి పదార్థంగా పండించడం జరుగుతుంది.

“మీరు ఆ కార్బన్‌లో కొన్నింటిని స్థిరంగా మరియు వాతావరణంలోకి తిరిగి విడుదల చేయలేనిదిగా మార్చడం ద్వారా రీసైక్లింగ్ దశను మాడ్యులేట్ చేస్తే,” మీకు భారీ ప్రభావం ఉంది “అని డెలిసి చెప్పారు.

లక్ష్య ప్రభావాలను ఆఫ్ చేయండి

గత ఎనిమిది సంవత్సరాలుగా జన్యు సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క పురోగతి జన్యు సవరణను వేగంగా మరియు మరింత ఖచ్చితమైనదిగా చేస్తోందని గిడ్డింగ్స్ చెప్పారు. వాతావరణ మార్పు కోసం అనేక ప్రతిపాదిత జన్యు పరిష్కారాలు CRISPR ను ఉపయోగించాలని సూచిస్తున్నాయి, విదేశీ జన్యు పదార్థాన్ని పరిచయం చేయకుండా ఒక జీవిని ఖచ్చితంగా సవరించడానికి శాస్త్రవేత్తలు జన్యు సవరణ సాధనంగా ఉపయోగించే DNA యొక్క ప్రత్యేకమైన విస్తరణలు.

కానీ ఖచ్చితమైన మార్పులు తప్పనిసరిగా ఖచ్చితమైన ఫలితాలకు అనువదించవు. CRISPR-Cas9, ఉదాహరణకు, జన్యు సవరణకు చాలా ఉపయోగకరమైన సాంకేతికతగా విస్తృతంగా పరిగణించబడుతుంది, అయితే ఇది ఇతర జన్యువులలో అవాంఛిత మార్పులకు కారణమవుతుంది. ఒక అధ్యయనం ఈ సంవత్సరం ప్రారంభంలో విడుదలైంది ఈ ఆఫ్-టార్గెట్ ప్రభావాలు జన్యు పదార్ధాల బిట్లను తొలగించగలవని మరియు జంతువులు మరియు మొక్కలలో ప్రాణాంతక జన్యు ఉత్పరివర్తనాలకు కారణమవుతాయని చెప్పారు.

ఆహారం మరియు వ్యవసాయంలో జన్యు సంకలనంపై 2020 నివేదికలో, కెనడియన్ బయోటెక్నాలజీ యాక్షన్ నెట్‌వర్క్, జన్యు సంకలనం ఏమి సాధించగలదో అనే దానిపై అనేక పరీక్ష ప్రచురణలు ఉన్నప్పటికీ, సాహిత్యం ఎక్కువగా పట్టించుకోలేదు పర్యావరణ ప్రభావాలను పరిశీలించే అధ్యయనాలు.

“మనం ఎక్కువ మొక్కలు మరియు జంతువులు, ఆల్గే మరియు చెట్లను జన్యుపరంగా ఇంజనీరింగ్ చేయటం మొదలుపెడితే, ఇది ఎక్కడ ప్రముఖమైనది, ఈ జీవుల పునర్నిర్మాణం, జీవవైవిధ్య నాశనాన్ని ఆపడానికి మానవ సమాజాలుగా మనం ఎందుకు పునర్వ్యవస్థీకరించలేము” అని షారట్ చెప్పారు.

కెనడియన్ బయోటెక్నాలజీ యాక్షన్ నెట్‌వర్క్ నుండి ఇటీవలి ఫాక్ట్ షీట్ ప్రకారం, ఇప్పటి వరకు, ఉత్తర అమెరికాలో అటవీ సంరక్షణలో ఉపయోగం కోసం జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన చెట్లు ఆమోదించబడలేదు. జ అమెరికన్ చెస్ట్నట్ యొక్క వెరైటీ డార్లింగ్ 58 అని పిలుస్తారు త్వరలో మినహాయింపు కావచ్చు. న్యూయార్క్ స్టేట్ యూనివర్శిటీ యొక్క కాలేజ్ ఆఫ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ సైన్సెస్ అండ్ ఫారెస్ట్రీ (SUNY-ESF) పరిశోధకులు ఉత్తర అమెరికాలోని చాలా అడవి ప్రత్యర్ధులను తుడిచిపెట్టే ప్లేగును తట్టుకునేలా చెట్టును రూపొందించారు.

యు.ఎస్. యానిమల్ అండ్ ప్లాంట్ హెల్త్ ఇన్స్పెక్షన్ సర్వీస్, ఎన్విరాన్మెంటల్ ప్రొటెక్షన్ ఏజెన్సీ మరియు ఫుడ్ అండ్ డ్రగ్ అడ్మినిస్ట్రేషన్కు సునీ-ఇఎస్ఎఫ్ దాఖలు చేసిన పిటిషన్ల శ్రేణి ఆమోదించబడితే, డార్లింగ్ 58 ను చెస్ట్నట్ చెట్లతో పాటు నాటవచ్చు. జనాభాను పునరుద్ధరించడానికి ప్రకృతిలో అడవి.

ఇలాంటి జన్యు ఇంజనీరింగ్ ప్రాజెక్టులను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే సామాజిక విలువ, ఉపయోగం మరియు మారుతున్న ప్రపంచంలో స్వీకరించడానికి మన సుముఖత గురించి అటువంటి పరిష్కారం చెప్పే దానిపై ప్రతిబింబం అవసరమని షారట్ చెప్పారు.

కానీ కెనడా 2050 నాటికి నికర సున్నా ఉద్గారాలను లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. సెగ్విన్ వంటి శాస్త్రవేత్తలకు, జన్యు ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రయోజనకరమైన అనువర్తనాలను విస్మరించడం ఒక తప్పిన అవకాశం.

“జన్యు సవరణ పరిష్కారం అని నేను అనుకోను, కాని ఇది పరిష్కారంలో భాగం.”