احتمالية الهندسة الوراثية في مجال إنشاء مقاوم للآفات المحاصيل النباتية

بطاطس: دروس من نيو ليف

وقد كانت البطاطا الجديدة، التي كانت مصممة لدى شركة Bt لمقاومة خنافس البطاطا كولورادو، واحدة من الخضروات التي تم تصميمها جينياً في أقرب وقت للوصول إلى السوق في منتصف التسعينات، ورغم نجاحها في النمو الزراعي، فقد سحبت بعد بضع سنوات لأن مجهزات الأغذية الرئيسية وتاجري البطاطا رفضوها بسبب شواغل المستهلكين، وهذا يوضح أن الكفاءة التقنية وحدها غير كافية؛ كما أن قبول السوق والعلامات التجارية لا تقل أهمية.

التكنولوجيات الناشئة: RNAi و Gene Editing

وهذه المقاومة القائمة على أساس الناي تتيح طريقة مختلفة للعمل - أي إنتاج بروتين سام للآفات، وتنتج المصانع جزيئات صغيرة من الناموسيات الوطنية التي تتداخل مع جينات حيوية في الآفات بعد الابتلاع، ويمكن أن يكون هذا النهج محدداً للغاية، ويتجنب الضرر الذي يلحق بحشرات مفيدة، وقد طور الباحثون مبيدات الحامض النووي المقاوم للزرنيخ، ويستكشفون في الوقت نفسه استراتيجيات مماثلة لزراعة.

التحديات والنظر في المسائل الأخلاقية

ورغم التقدم العلمي المثير للإعجاب، فإن الاعتماد الواسع النطاق للخضروات المقاومة للآفات والمصممة جينياً يواجه عدة عقبات هائلة.

الهيكل التنظيمي والتكاليف

ويمكن أن تستغرق الموافقة التنظيمية على الخضروات العابرة للطبيعة 8-15 سنة، وعشرات التكلفة من ملايين الدولارات، وهذا حاجز رئيسي لمطوري القطاع الصغير أو العام، مما يترك المجال في كثير من الأحيان للشركات المتعددة الجنسيات، وقد صمم الإطار التنظيمي أساساً للمتحولين جنسياً، وقد لا يكون ملائماً للمحاصيل المحررة من قبل جينات، التي تعامل بعض البلدان على أنها تعادل الأصناف التقليدية بينما تخفض بعضها الآخر من القواعد التنظيمية الصارمة التي تعجل بها المنظمة العالمية.

قبول الجمهور ووضع العلامات عليه

إن هيمنة المستهلكين على الأغذية المحورة وراثياً عالية في أنحاء كثيرة من العالم، ولا سيما في أوروبا وأجزاء من آسيا، وكثيراً ما تركز الشواغل على عدم الظواهر الطبيعية المتصور، والآثار الصحية غير المعروفة على المدى الطويل، وعدم ثقة الشركات الكبيرة، وتختلف سياسات وضع العلامات: فالوسم الإلزامي يمكن أن يُبلغ اختيار المستهلكين، بل قد يوصم أيضاً التكنولوجيا.

التنوع البيولوجي وتدفقات جين

وهناك خطر نظري يتمثل في أن جينات المقاومة يمكن أن تنتشر إلى الأقارب البريين للخضروات، مما قد يؤدي إلى استئصال الأعشاب أو تعطيل النظم الإيكولوجية الطبيعية، وبالنسبة للعديد من المحاصيل الخضرواتية (مثل الطماطم، والزراعة البيضية، والفلفل) توجد الأقارب البريون في مراكز المنشأ، ولذلك يلزم إجراء تقييم دقيق للمخاطر، وقد اقترحت استراتيجيات مثل تكنولوجيات تقييد الاستخدام الوراثي (الجوه، أو بذور المصممة) لمنع التدفق الجيني.

تطور مقاومة الآفات

ويمكن للآفات أن تتطور مقاومة للدفاعات المصممة، مثلما تفعل بالنسبة لمبيدات الآفات الكيميائية، وقد تؤدي استراتيجية الرش/اللانفاذ إلى زرع جزء من الحقل مع تنمية مقاومة المحاصيل غير المقاومة، إلى جانب ضمان بقاء الآفات القابلة للتأثر على قيد الحياة والارتقاء بأي أفراد مقاومة، وإلى تضاؤل الجينات، وقد كان هذا النهج فعالاً بالنسبة لنهج القطن الصغيرة والذرة، ولكن تنفيذه في نظم زراعية دائمة في آن واحد.

المناقشات الأخلاقية بشأن الملكية وملكية المزارعين

ويحمي العديد من البذور المصممة جينيا براءات الاختراع، مما يثير القلق بشأن مراقبة الشركات على إمدادات الأغذية، وكثيرا ما لا يستطيع المزارعون الذين يعتمدون هذه الأصناف أن ينقذوا البذور لإعادة الزراعة، ويزيدوا من اعتمادهم على الشركات البذور، وهذه المسألة مثيرة للجدل بوجه خاص في سياق الأصناف التقليدية الخضرواتية المفتوحة ذات التاريخ الثقافي الغني، وفي ردها على بعض المبادرات التي تستهدف القطاع العام وغير الربحية، مثل استخدام نماذج الترخيص.

مستقبل المحاصيل النباتية المقاومة للآفات

وفي المستقبل، تتقارب عدة اتجاهات لتشكل الجيل القادم من الخضروات المقاومة للآفات.

التكامل مع الإدارة المتكاملة للآفات

المقاومة الهندسية هي الأكثر فعالية كعنصر من عناصر استراتيجية أوسع نطاقاً للإدارة المتكاملة للمواد الكيميائية، إذ يمكن للمزارعين أن يحققوا رقابة قوية ومستدامة على الآفات، إذ يمكن أن يكون مواءمة الهندسة الوراثية مع مبادئ الإدارة المتكاملة للمواد الكيميائية على السواء، مع المزارعين التقليديين والعضويين، ومع ذلك فإن القيود التنظيمية على النظم العالمية في مجال الزراعة العضوية، لا تزال تشكل عائقاً جديداً.

Climate Resilience and Pest Dynamics

فالاحترار العالمي يغير النطاق الجغرافي، ودورات الحياة، وسلوك التغذية للآفات الحشرية، وقد يحتاج الكروم المصممة من أجل المقاومة إلى تحديث مستمر للحفاظ على سرعة وتيرة العمل، إذ يتيح التحرير الجينات إجراء تعديلات سريعة، مثلا، بما يشمل الجينات من الأنواع البرية المتسامحة بالحرارة أو المقاومة الهندسية ذات الأطنان الكبيرة من خلال صفات متراكمة، مما يجعل الهندسة الوراثية أداة فريدة من أجل تكييف إنتاج الخضر مع المناخ المتغير.

علم الأحياء الاصطناعية والتصميم المتقدم

وتتيح النُهج الاصطناعية الناشئة في مجال البيولوجيا للباحثين تصميم آليات مقاومة جديدة تماما، مثل أجهزة الاستشعار المنتجة للنباتات التي لا تحفز استجابات الدفاع إلا عندما يتم اكتشاف الآفات أو مسارات الأيض التي تنتج مركبات إكتسائية أكثر قوة وأمنا إيكولوجيا، وفي حين أن هذه التقنيات لا تزال تجريبية إلى حد كبير، فإنها تعد بمزيد من التحديد وتزيد من المخاطرة بالآثار غير المستهدفة.

Colaborative Global Public Research

وتقود مؤسسات عامة في البلدان النامية مشاريع خضراء واعدة كثيرة في مجال مكافحة الآفات، تركز على الخضروات الأساسية المحلية مثل زراعة البيض في أفريقيا، والأغصان المريرة، والبقرة، وتستلزم الشراكات بين نظم البحوث الزراعية الوطنية، ومراكز البحوث الزراعية الدولية، والمؤسسات الخيرية التعجيل بإيصال الخضروات المصممة جينياً والمصممة خصيصاً لتلبية الاحتياجات المحلية دون دافع الربح الذي يهيمن على التمويل الذي تقدمه القطاع الخاص.

وقد أثبتت المحاصيل النباتية المقاومة للآفات التي تنتج عن طريق الهندسة الوراثية بالفعل فوائد ملموسة في الحد من استخدام مبيدات الآفات، وزيادة المحاصيل، وتحسين سبل عيش المزارعين، ولا تزال مجموعة الأدوات العلمية تتوسع في تحرير الجينات والشبكة الوطنية للأخشاب، مما يتيح إجراء تعديلات أكثر دقة وربما أكثر قبولا، ومع ذلك فإن الطريق إلى الاعتماد الأوسع نطاقاً يعرقله التعقيد التنظيمي، والتشكيل العام، والشواغل المشروعة بشأن الإنصاف والتنوع البيولوجي.