تقنيات ثورية تكافح «فطر بنما» لحماية الغذاء من الانقراض

ابتداء من مكافحة الأمراض في محاصيل الموز إلى التغلب على إنفلونزا الطيور، يسعى العلماء للحصول على قبول أوسع للتقنيات الزراعية الجديدة.
قد يكون المختبر ذو الإضاءة الزاهية على بعد ساعتين، الواقع في شمال شرقي لندن مكانا غريبا للعثور على أشخاص يحاولون إنقاذ أشهر أنواع الموز في العالم.
هناك علماء مختصون ببيولوجيا النبات مكرسون لهذه القضية، ينهمكون في فحص طبق الاختبار، الذي يمكن أن تسهم محتوياته في كسب هذه المعركة.
تتعرض هذه الفاكهة البسيطة للهجوم من سلالة خبيثة من مرض فطر بنما، الذي يدمر المزارع في مختلف أنحاء العالم، ما يهدد بتدمير المحاصيل وإحداث شلل في صناعة تبلغ قيمتها 36 مليار دولار سنويا، وتعتمد عليها بعض الاقتصادات النامية.
هذه السلالة من الفطريات المنيعة أمام العلاجات الكيماوية، انتشرت على مدى العقود الثلاثة الماضية إلى الصين وجنوب شرقي آسيا وأستراليا والشرق الأوسط.
يقول المختصون في النباتات الاستوائية "إنها مسألة وقت فقط قبل أن تصل إلى أمريكا اللاتينية، ما يدمر المزارع التي توفر ثلاثة أرباع صادرات الموز في العالم".
يعتقد العلماء الآن أنهم قد يكونون قادرين على وقف تقدم الفطر باستخدام أسلوب تحرير الجينات، أي التحكم في المادة الجينية من خلال الإضافة إلى الحمض النووي DNA أو الحذف، بحيث يتم إيقاف جينات معينة أو تغييرها للعمل بشكل مختلف.
يرى المدافعون عن تحرير الجينات أنه ليس مجرد وسيلة لمكافحة الأمراض الفطرية، بل هو مساهمة حيوية لإنتاج محاصيل أكثر أمانا، ذات غلة أعلى لإطعام عدد سكان عالمي متزايد.
وفقا لتقديرات الأمم المتحدة، سيزيد عدد الناس على الأرض بنحو ملياري شخص إلى 9.8 مليار بحلول عام 2050.
يقول عوفر مائير، كبير الإداريين التكنولوجيين في شركة تروبيك بيوساينسز التي تتخذ من نورويتش مقرا لها، المالكة لأطباق الاختبار "هذه تكنولوجيا ثورية".
وبما أن زراعة الموز هي أحادية المحصول وتعتمد على استنساخ وراثي وحيد، يرى أنه "لا يمكنك إزالة جين الأمراض مثلما يمكنك فعله في محاصيل أخرى" مضيفا "لقد تم إنشاء هذه التقنية لتلائم هذه الحاجة".
تم إطلاق "تروبيك" منذ عامين، وهي واحدة من عدة شركات ناشئة للتكنولوجيا الزراعية التي تستخدم تحرير الجينات.
هذا التلاعب بالجينات الموجودة في الكائن الحي يختلف عن التعديل الوراثي التقليدي، الذي ينقل جينات كاملة بين الأصناف المختلفة، ويواجه معارضة واسعة من الجماعات البيئية ومجموعات المستهلكين، المعنية بالأثر المحتمل طويل الأجل في البيئة والصحة البشرية.
يرجو مؤيدو تحرير الجينات أن يتمكنوا من تجنب مثل هذا الانتقاد والتدقيق التنظيمي الذي أحبط إطلاق التعديل الجيني في الاتحاد الأوروبي، لأنه يعمل مع الجينات الموجودة بدلا من إضافة حمض نووي أجنبي إلى النبات.
في الولايات المتحدة وكندا، كانت الاستجابة الأولية للسلطات هي أن الجين الذي يصحح تركيبة المحاصيل، لن يقع ضمن القوانين التنظيمية للكائنات المعدلة وراثيا.
من بين تقنيات تحرير الجينات الأكثر شعبية والأكثر تنوعا طريقة كريسبر Crispr - وهي الأحرف الأولى من عبارة باللغة الإنجليزية تعني "التكرار القصير لعناقيد الجينات التي تُقرأ من اليمين واليسار والموزعة بانتظام".
وبعد ست سنوات من نشر العلماء الأبحاث الأولى التي توضح كيف يمكن لطريقة كريسبر أن تعمل في النباتات والحيوانات، فإنها تجتاح مختبرات الجامعات والشركات في العالم.
بعض التطبيقات، على الطماطم وفطر أكثر نكهة لا يتحول إلى اللون البني مع تقدم العمر أو بعد قطعه - توسع إلى حد كبير مدة صلاحيتها وتقلل من الهدر – على وشك أن يتم تسويقها في الولايات المتحدة.
بالنسبة إلى العلماء في شركة تروبيك، فإن الهدف المباشر هو استخدام التحرير الجيني لإنتاج الموز لفترة صلاحية ممتدة، واستحداث حبوب البن خالية من الكافيين.
في غضون من أربعة إلى ستة أعوام، كما يقول جلعاد جيرشون، الرئيس التنفيذي للشركة، "تأمل الشركة في تسويق موز كافنديش - وهو النوع الذي يمثل نحو 95 في المائة من الفاكهة التي تباع في جميع أنحاء العالم - وهو مقاوم للفطر المعروف باسم تي آر فور TR4".
ويقول "نحن نحاول القيام بذلك بشكل أسرع قليلا، لكننا سعداء بالتقدم الذي نحرزه، إنه أمر مثير للغاية".
يعد علماء الجينوم التعديل الجيني هو أكبر تقدم تقني في مجال العلوم الحيوية، منذ أن أطلقت تكنولوجيا "الحمض النووي المؤتلف" - التي يتم عن طريقها دمج المواد الجينية من أكثر من مصدر واحد - عصر الهندسة الوراثية في السبعينيات.
بحلول التسعينيات، انتقلت التكنولوجيا من المختبر إلى الزراعة. ولا يزال اثنان من أوائل المنتسبين إلى حقل التعديل الجيني من أكبر المنتجات مبيعا: القدرة على مقاومة مبيدات الأعشاب، التي تمكّن الزراع من رش حقولهم باستخدام قاتل للأعشاب الضارة دون تدمير المحصول، ومقاومة الحشرات بجعل النباتات سامة لبعض الآفات.
تحرير الجينات يعطي الباحثين طريقة سريعة وموثوقة لإجراء تغييرات دقيقة في جينات معينة.
طريقة كريسبر-كاس تسعة Crispr-Cas9 أكثر كفاءة من تكنولوجيا الحمض النووي السابقة وتقلل التكاليف، ومن المتوقع أن تؤدي إلى تسريع الهندسة الوراثية في جميع المجالات.
يعمل علماء الزراعة على عدد من مشاريع تحرير الجينات، بما في ذلك القمح منخفض الجلوتين، وأنواع الفول السوداني التي لا تسبب الحساسية.
هذه التكنولوجيا تبشر بالخير بالنسبة إلى البلدان النامية التي تعتمد على محاصيل معينة، التي أصبحت عرضة للأمراض. ومن شأن الأبحاث التي تدعمها مجموعة الحلويات "مارس" أن تمكّن الكاكاو، وهو المكون الرئيس للشيكولاتة التي تزرع في غربي إفريقيا، من مقاومة الفيروسات.
يقول هوارد يانا شابيرو، كبير الإداريين الزراعيين في شركة مارس "نظرا إلى أننا فككنا بيئة عدد كبير للغاية من الأماكن، فإن التنوع البيولوجي قد تعطّل. الأشياء الممرضة التي تبقى حميدة لمدة 500 أو ألف سنة، تبحث الآن عن مضيفين جدد".
هذه الفرصة لم تغب عن بال الشركات الزراعية والكيميائية الكبيرة مثل باير، وباسف، وكورتيفا، أي الذراع الزراعية لشركة دودوبونت، التي تتنافس على المركز الأول في سباق هندسة الجينات، على الرغم من أن التكلفة المنخفضة وإمكانية الأوقات الأقصر لدخول السوق، قد ولدت أيضا شركات ناشئة مثل تروبيك التي تجتذب عشرات الملايين من الدولارات، من مستثمري رأس المال المغامر.
منذ آلاف السنين، يستخدم الزراع ومربو النباتات أساليب الانتقاء وتنشئة السلالات من أجل تطوير المحاصيل.
وفقا للعلماء، ينتج عن تحرير الجينات النتائج نفسها مثل طرق السلالات التقليدية، حيث يتم تلقيح النباتات أو يتم إنشاء طفرات الحمض النووي، باستخدام المواد الكيميائية أو الإشعاع، من خلال مزيد من الدقة والسرعة.
كان المؤيدون يرجون أن يكون التمييز بين تحرير الجينات والتعديل الوراثي الأقدم مهمّا بشكل خاص في أوروبا، التي تخلفت وراء الأمريكتين في ترخيص المحاصيل المعدلة وراثيا.
لم يتمكن سوى طريقتين من المرور خلال عملية الموافقة على الزراعة التجارية خلال العقدين الماضيين في الاتحاد الأوروبي: ذرة مقاوِمة للحشرات طورتها شركة مونسانتو وتمت الموافقة عليها في عام 1998؛ وبطاطا ذات صفات نشوية متغيرة طورتها شركة باسف وتمت الموافقة عليها في عام 2010، ثم سُحبت لاحقا بسبب نقص الطلب.
قضت محكمة العدل الأوروبية في تموز (يوليو) الماضي، بأن المحاصيل المعدلة جينيا يجب أن تخضع للقواعد نفسها مثل الكائنات المعدلة وراثيا، الأمر الذي يبدد الآمال بأن يتخذ الاتحاد الأوروبي موقفا أكثر ليبرالية نحو التكنولوجيا الأحدث.
بعض المختصين القانونيين والتنظيميين يقولون "إن القرار قد لا يكون بعيد المدى، كما يخشى علماء النبات".
يقول بيت فان دير مير، مختص هولندي في التنظيم الأوروبي للسلامة الأحيائية "أعتقد أن قرار محكمة العدل الأوروبية لا ينص بشكل لا لبس فيه على أن الكائنات الحية جميعها التي تم تحرير جينومها هي بطبيعتها معدلة وراثيا، وأن الحكم يتطلب مزيدا من التوضيح لفهم معنى ذلك".
في الولايات المتحدة، كانت الاستجابة الأولية من وزارة الزراعة هي أن تحرير الجينات سيتم تنظيمه بطريقة تنظيم تقنيات التربية التقليدية نفسها، طالما أن المزروعات المنتجة لا يمكن تمييزها.
على الرغم من مرور 20 عاما على تقنين المحاصيل والمواد الغذائية المعدلة وراثيا، إلا أن شكوك المستهلكين في الولايات المتحدة لا تزال قائمة.
وفقا لدراسة استقصائية أجراها مركز بيو للأبحاث في تشرين الثاني (نوفمبر) الماضي، ما زال نحو نصف البالغين في الولايات المتحدة يعتقدون أن الأغذية المعدلة وراثيا أسوأ بالنسبة إلى صحة الإنسان، من نظيرتها غير المعدلة وراثيا.
الأشخاص الذين يعارضون الأغذية المعدلة وراثيا يعارضون عموما الصنف الذي يتم إنتاجه عن طريق تحرير الجينات، وذلك في المقام الأول للأسباب نفسها: التأثير المحتمل في النظم البيئية وصحة الإنسان.
يشير المعارضون إلى أحداث "خارج نطاق الهدف" أو أخطاء أدت أو تؤدي إلى حدوث طفرات غير مرغوبة في المختبرات.
تقول دانا بيرلز، كبيرة الناشطين في مجال الغذاء والزراعة في جمعية أصدقاء الأرض "المحاصيل الناتجة من تحرير الجينات ليست عملية طبيعية، فهي غير مفهومة جيدا. قد تؤدي إلى عدد من العواقب غير المتوقعة وغير الآمنة للناس والبيئة، ويمكن أن يؤدي دفعها بشكل سريع داخل النظام البيئي إلى إيجاد مشكلة خطيرة في المستقبل".
شابيرو من شركة مارس يرد على ذلك بقوله "إن أكثر من تريليون وجبة تشمل اللحم من المواشي التي تتغذى على المحاصيل المعدلة وراثيا، تم استهلاكها خلال السنوات العشرين الماضية دون آثار سلبية.
ويضيف أن "كثيرا من الأدوية المقبولة عموما من قبل الجمهور، بما في ذلك الإنسولين، يتم إنتاجها بواسطة كائنات معدلة وراثيا".
يقول شابيرو "كل دواء قلب آخذه، ويتألف من سبعة أقراص كل صباح للبقاء على قيد الحياة، تم تصميمه جينيا. لدينا انفصام حول ما هو مقبول وما هو غير ذلك".
يشدد مؤيدو رأس المال المغامر على حاجة شركات تحرير الجينات والعلماء إلى الحصول على موافقة الجمهور، لما يسمونه "الترخيص الاجتماعي" من أجل القدرة على العمل.
يقول سانجيف كريشنان، كبير الإداريين الاستثماريين في صندوق إس تو جي فينتشرز S2G Ventures، وهو استثمار أمريكي يركز على الشركات الناشئة المختصة في المواد الغذائية والزراعية "عليهم أن يكتسبوا الثقة ويشرحوا طبيعة الأمور التي يقومون بها. الكائنات المعدلة وراثيا هي إلى حد كبير أمر يفيد الزراع، فالأمر يتعلق بتوفير الوقت وزيادة الإنتاجية، وليست هناك فائدة للمستهلكين".
ربما يكون إقناع المستهلكين المتشككين صعبا، كما يقول المتخصصون في التسويق. ومن غير الواضح ما إذا كان بمقدور المستهلكين التمييز بين تحرير الجينات والكائنات المعدلة وراثيا أم لا، خاصة أن الحدود بين الاثنين من المحتمل أن تتغير مع تطور التكنولوجيا.
أجرت سيدني سكوت، أستاذة التسويق في كلية أولين لإدارة الأعمال، في جامعة واشنطن في سانت لويس، عددا من الدراسات الاستقصائية حول التصورات المتعلقة بالأغذية المعدلة وراثيا.
وتقول "إن أحد العوامل السلبية حول الهندسة الوراثية التي يمكن لتحرير الجينات التصدي لها، هو عدم ثقة الجمهور تجاه هيمنة الشركات الزراعية الكبيرة أو شركات البذور الزراعية والكيميائية الكبيرة، على الصناعة والسوق".
تقول البروفيسورة ويندي هاروود، مختصة في علم النباتات في مركز جون إينس، مختبر أبحاث في نورويتش، وهي مدينة أصبحت واحدة من مراكز علم النباتات في المملكة المتحدة "عندما تتحدث إلى أشخاص قلقين نوعا ما بشأن الهندسة الوراثية، فإن أحد الأشياء التي سيأتون بها إليك هو أن كل ذلك يتركز في أيدي الشركات الكبرى الثلاث أو الأربع متعددة الجنسيات".
متوسط الوقت الذي يستغرقه وصول منتج معدل وراثيا إلى السوق هو 13 عاما بتكلفة تبلغ نحو 130 مليون دولار، ويرجع ذلك جزئيا إلى القوانين التنظيمية الصارمة. الشركات من حجم معين يمكن أن تتحمل مثل هذه التكاليف الكبيرة، ما يؤدي إلى هيمنة الشركات متعددة الجنسيات في هذا القطاع.
هذا وضع ربما يكون في سبيله إلى التغير الآن. شركة كاليكست Calyxt التي تتخذ من مينيسوتا مقرا لها، التي تستخدم تقنية تحرير الجينات تدعى تالين Talen، هي مثال على شركة أصغر تبحث عن إنتاج محاصيل ذات قيمة غذائية عالية.
فول الصويا الذي تنتجه محرر جينيا لإنتاج مستويات عالية من حمض الأوليك، وهو حمض دهني موجود في زيت الزيتون والأفوكادو، المرتبطين بمستويات منخفضة من الكوليسترول السيئ.
تريج كرونين، مزارع من الجيل الرابع في ولاية ساوث داكوتا، يزرع سنويا 8500 فدان من الحبوب والبذور الزيتية والبقوليات. في العام الماضي حصد 500 فدان من فول الصويا نمت من البذور التي قدمتها شركة كاليكست، وهي شركة تابعة لمجموعة سيلتيكس Cellectis الفرنسية للتكنولوجيا الحيوية.
والآن، يعتزم كرونين مضاعفة مساحة حقول فول الصويا، ويحرص على معرفة مزيد عن قمح الشركة عالي الألياف.
تعيد شركة كاليكست، التي أدرجت في بورصة ناسداك في عام 2017 وتقدر قيمتها بأقل من 450 مليون دولار بقليل، شراء فول الصويا المحصود للمعالجة بعلاوة تصل إلى 99 سنتا للبوشل، بحسب مؤشر سوق محاصيل شيكاغو، الأمر الذي اجتذب الزراع الذين تضرروا من انخفاض الأسعار في الحرب التجارية بين الولايات المتحدة والصين.
يقول كرونين "يطالب المستهلكون بالطعام الصحي، وهذا هو الاتجاه الذي تسلكه الصناعة بأكملها. شركة كاليكست تتحرك في هذا الاتجاه، ولهذا السبب نريد العمل معها".
على الرغم من أن وزارة الزراعة الأمريكية ذكرت أنها لن تفرض قوانين تنظيمية على المحاصيل المعدلة للجينات، فقد قدمت شركة كاليكست طواعية تقارير إلى الوزارة وإلى إدارة الغذاء والدواء، وتتفاوض مع شركات تصنيع المواد الغذائية لبيع الزيت.
ويضيف كرونين أنه "حتى في قلب المناطق الزراعية في الولايات المتحدة، فإن تحرير الجينات أمر جديد جدا بحيث لا يعرف سوى عدد قليل من الزراع مدى اختلافه عن المنتجات المعدلة وراثيا".
مع ذلك، هو يشعر بأن التقنية المذكورة لا تتعارض مع مبادئه في الزراعة القابلة للاستدامة. ويقول "بالنسبة إلى عائلتنا، فإن المزرعة مهمة للغاية بحيث إننا نعتز بما نزرعه".
على الجانب الآخر من الأطلنطي، في مؤسسة روثامستيد للأبحاث، التي تركز على العلوم الزراعية في شمال لندن، يقول البروفيسور جوناثان نابيير، عالم أحياء النباتات، "إن المدافعين عن الهندسة الجينية لا بد لهم أن يفسروا بصورة أوضح ما يفعلون والسبب من خلف ذلك".
ويضيف "من المهم فعلا بالنسبة إلى الجمهور أن يفهم ما الدافع وراء الناس للقيام بهذه الأمور. إذا لم تسد هذا النقص في الحكاية، فهناك كثير من الناس الذين هم على استعداد للقيام بذلك عنك".