Cuộc chạy đua lương thực của con người với biến đổi khí hậu

Đăng bởi
19/07/2018 10:14 pm

Đi cùng giáo sư Glenn Denning vào giữa những lối đi chứa thực phẩm ở siêu thị, ông sẽ tiết lộ cho bạn biết: Cả nhân loại đang ở trong một cuộc đua khốc liệt với thời gian. Anh đào, việt quất, ngô và rượu vang… dường như đang ít dần đi.

Mỗi ngày, hành tinh của chúng ta đều nóng hơn và đông thêm một chút. Mỗi ngày, chúng ta đều phải trồng nhiều thực phẩm hơn, trong khi phải đối mặt với tình trạng khí hậu ngày càng trở nên khắc nghiệt.

Bởi vậy, trong phòng nghiên cứu của Denning tại Đại học Columbia, cũng như hàng trăm phòng thí nghiệm khác trên thế giới, các nhà khoa học đang phải chạy đua để phát triển các loại cây trồng chịu được nhiệt độ cao, hạn hán, sâu bệnh… Làm thế nào để nuôi sống một lượng dân số ngày càng phát triển và sẽ đạt tới mốc 10 tỷ vào giữa thế kỷ?

“Các giống hạt và cây trồng hiện có của chúng ta không thể thích nghi với môi trường mới”, giáo sư Denning nói. “Chúng ta phải đi tìm kiếm các giống cây trồng khác”.

Giữa những lối đi của siêu thị thế này, tồn tại cả một cuộc đua của con người với biến đổi khí hậu

Từ lai tạo giống đến biến đổi và chỉnh sửa gen

Cuộc đua của con người với biến đổi khí hậu và gia tăng dân số không bao giờ dừng lại. Nó cho chúng ta thấy từng chặng đường sau mỗi 5 năm, trong các phòng thí nghiệm, trên trang trại và dọc theo lối đi của các siêu thị. Con người đã cố gắng để luôn đi trước thiên nhiên một bước.

Trong lịch sử, chúng ta đã sử dụng đến những kỹ thuật di truyền gen đơn giản, như việc lai tạo thủ công các giống cây để tạo ra được những thực phẩm, rau quả lạ thường và dĩ nhiên là ngon hơn trông đẹp mắt hơn. Chẳng hạn, ngô. Chúng ta tạo ra ngô dựa trên một giống cỏ ngô cổ, rất ít hạt và cứng khủng khiếp. Ai mà nghĩ được thứ này trong quá khứ lại là một bắp ngô?

Quá trình lai tạo giống này đơn giản, nhưng nhược điểm của nó là xác suất thành công thấp và rất mất thời gian. Chúng ta phải chờ đợi, ít thì vài mùa vụ, nhiều thì hàng chục năm, hàng trăm năm để có được những chỉnh sửa mong muốn.

Trong thời gian đó, dân số tiếp tục tăng và khí hậu tiếp tục biến đổi. Nhưng hiển nhiên con người đã không chịu khuất phục. Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các nhà khoa học đã có thể tạo ra được giống cây mong muốn với thời gian nhanh hơn.

Công việc được thực hiện trong một phòng thí nghiệm, nơi họ mượn một vài đặc điểm có lợi từ gen của các loài sinh vật khác, cấy sang cho một giống cây trồng. Chẳng hạn như cũng là ở ngô, chúng ta có thể đặt một số DNA của vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng, vào bộ gen loài thực vật này.

Kết quả là giống ngô có khả năng chống chọi lại sâu bệnh. Quá trình này được gọi với cái tên biến đối gen (Genetic modification).

Giống cỏ ngô cổ và ngô hiện tại, ai mà có thể nghĩ thứ này trong quá khứ là một bắp ngô?

Chưa dừng lại ở đó, sự tiến bộ của khoa học công nghệ lại một lần nữa giúp chúng ta đi trước thiên nhiên một bước. Biến đổi gen được ví như việc chỉnh sửa một cuốn sách, theo cách kẹp thêm những tờ giấy mới vào giữa các chương được mở ra ngẫu nhiên.

Kỹ thuật tiên tiến nhất hiện nay cho phép các nhà khoa học sửa một cuốn sách như vậy, theo từng đoạn văn, từng chữ cái và thậm chí là dấu chấm dấu phẩy. Đó chính là những công nghệ chỉnh sửa gen (gene editing) đạt độ chính xác chưa từng thấy.

Một trong số những công cụ nổi bật nhất trong kỹ thuật chỉnh sửa gen là CRISPR, giúp các nhà khoa học “bật/tắt” từng gen đơn lẻ cụ thể. Đây là công cụ chỉnh sửa gen nhanh, rẻ và hiệu quả nhất hiện nay.

“Những công cụ mới cho phép chúng ta có khả năng tiến xa hơn là những gì chúng ta từng làm được với phương pháp tạo giống truyền thống”, giáo sư Denning cho biết. “Chúng ta có thể đạt đến độ chính xác cao hơn và phát triển các giống mới nhanh hơn nhiều”.

Các nhà khoa học tại công ty DuPont Pioneer đã sử dụng CRISPR để phát triển thành công một giống ngô chịu hạn. Trong những năm sắp tới, công nghệ này hứa hẹn sẽ tạo ra một thế hệ những giống cây trồng có thể thích nghi với biến đổi khí hậu.

Thế nhưng, tại sao chúng ta vẫn có thể thua?

Trên một khía cạnh khác thì con người sẽ không thể chờ đợi. Dân số thể giới được dự báo sẽ cán mốc 10 tỷ vào giữa thế kỷ này. Tổ chức Lương thực thế giới của Liên Hợp Quốc (FAO) nhấn mạnh, sự gia tăng dân số sẽ diễn ra nhanh nhất ở khu vực có tỷ lệ suy dinh dưỡng cao, lại phải chịu nhiều tác động của biến đổi khí hậu.

Nam Phi là một trong số những vùng như vậy. Người dân ở đây đang phải đối mặt với hạn hán kéo dài làm khô héo cây trồng. Hạn hán cũng đã gây ra nạn đói ảnh hưởng tới hàng triệu người ở Nam Phi. Một giải pháp cho tình thế cấp bách này, các chuyên gia đã thúc đẩy một dự án cung cấp cho người dân những giống cây chịu hạn.

Hạn hán là một thách thức điển hình khi Trái Đất ngày một nóng lên

Những hạt giống này đến từ đâu? Chúng thường được phân phối từ các ngân hàng hạt giống, các cửa hàng cây trồng. Riêng khái niệm ngân hàng hạt giống đã trở nên ngày một quan trọng hơn trong thời đại biến đổi khí hậu, giáo sư Denning cho biết.

Tuy nhiên, mọi ngân hàng hạt giống hiện tại đều có hạn chế. Ngay cả khi các ngân hàng hạt giống có những giống ưu việt tự nhiên, nhiều đặc điểm mà chúng ta đòi hỏi sẽ không có sẵn. Thế thì chúng ta chẳng thể tìm ra chúng ở đâu cả, chỉ còn cách tạo ra chúng.

“Trong tương lai, chúng ta sẽ phải sản xuất lương thực nhiều hơn”, giáo sư Denning nói. “Chúng ta sẽ phải tăng năng suất trong việc tạo ra thực phẩm. Rất nhiều đặc điểm mà chúng ta cần [ở cây trồng] là thứ không có sẵn trong tự nhiên”.

Con đường được mở ra trước mắt là CRISPR. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng nó để phát triển những loại cây trồng mong muốn, không có sẵn trong ngân hàng hạt giống hoặc bất cứ đâu trong tự nhiên. Điều này quả là một tiềm năng vô hạn.

“Hãy tưởng tượng, một người nông dân ở Tanzania, người từng trồng sắn nhưng mùa màng của cô bị phá hoại bởi một loại virus. Không có một giống sắn kháng virus nào có mặt trong ngân hàng hạt giống”, giáo sư Denning cho biết.

“Nếu bạn đi đến trước mặt người phụ nữ đó và nói: ‘Chúng tôi đang thử nghiệm một giống mới… với khả năng kháng virus’, người phụ nữ đó sẽ nói: ‘Mang nó tới đây xem nào! Tôi muốn giống cây đó ngay bây giờ, tôi sẽ phải chờ bao lâu?’”.

Thế nhưng, sự thật là không phải ai cũng cảm thấy điều người phụ nữ Tanzania mong muốn là tốt. Một số người vẫn lo ngại việc chỉnh sửa gen. Họ nói rằng các giống cây trồng biến đối gen sẽ sớm trở nên siêu việt trong tương lai, mà điều đó không phải là không có có mặt trái.

CRISPR sẽ mang đến một tiềm năng vô hạn

Chẳng hạn như khi một giống cây có thể chống lại bọ cánh cứng, nó có nguy cơ được trồng rộng rãi, đe dọa đến sự tồn tại của loài sinh vật bé nhỏ, nhưng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái.

Tuy nhiên, giáo sư Denning lập luận rằng sẽ thật ngu ngốc, nếu chúng ta gạt bỏ các giống cây trồng chỉnh sửa gen sang một bên, chỉ vì một vài mặt trái của nó. Đó hẳn là một lựa chọn để giải quyết vấn đề năng suất, tăng dân số, biến đổi khí hậu…, “những thứ mà chúng ta chưa hiểu sẽ còn diễn biến đến đâu nữa”, giáo sư Denning nói.

“Chúng ta cần phải phát triển các công cụ sẵn sàng thương mại hóa, trước một thời điểm chúng ta phải triển khai chúng rất nhanh chóng, hoặc là con người sẽ phải đối mặt với thảm họa”.

Ở các nước Phương Tây, phe đối lập đã tích cực đến nỗi đưa đến cả những lệnh cấm thực phẩm biến đổi gen. Chúng ta luôn thấy điều đó ở các nước giàu. Nhưng ở những nơi mà người dân đang phải vất vả để đối phó với biến đổi khí hậu – Zimbabwe, Malawi và Tanzania chẳng hạn – cây trồng biến đổi gen nhiều khả năng là một sự phát triển đáng được hoan nghênh.

“Nếu chúng ta có các hạt giống sử dụng ngồn tài nguyên, đất đai, chất dinh dưỡng và nước hiệu quả hơn, tôi nghĩ khả năng nó sẽ là một đóng góp lớn để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu”, giáo sư Denning nói. “Và tôi cũng cho rằng bây giờ, chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu được một chút những quyền năng của biến đổi gen và các công cụ chỉnh sửa mà thôi”. Tương lai của những công nghệ này sẽ tiếp tục khiến con người phải bất ngờ.

(Nguồn: Genk.vn, Popsci)
Trở lên Trên ▲
Chia sẻ cảm nghĩ
Thảo luận0
    Bạn phải đăng nhập để viết bình luận.
    Trở lên Trên ▲