Научни новини: ГМО и глобално затопляне

Промяна на ГМО хоризонта

През последните 10–15 години възможностите за редактиране на генома на културните растения се разшириха значително и учените вече имат по-прецизни и по-лесни за употреба инструменти, като ZFNs, TALENs и най-новия CRISPR/Cas9. Тези методи са основата на т.нар. нови геномни техники (НГТ) и бяха в своеобразна сива зона в Европа, защото нямаше пълна яснота дали растенията, получени с тяхна помощ, попадат в категорията на „класическите“ ГМО.

С решение на Съда на Европейския съюз от средата на 2018 г. бе установено, че към новите геномни техники ще се прилага съществуващото законодателство за ГМО. Въпреки че позицията на повечето учени, включително от Европейския орган за безопасност на храните (ЕОБХ), е, че те са по-безопасни от старите методи за генетични манипулации, това решение донякъде не беше изненада поради традиционно консервативния подход на ЕС в тази област.

Но ситуацията може да се промени – след проучване на НГТ Европейската комисия предлага преразглеждане на сегашните регулации и облекчаването им за някои растения. В предложението се въвеждат две категории, в които ще попадат растенията в зависимост от вида, броя и размера на генетичните модификации на генома.

Категория 1 ще покрива растения с промени, които може да се срещнат в природата или да се постигнат с традиционните техники за селекция. Това ограничава потенциалните промени до насочена мутагенеза (промяна на конкретни участъци от ДНК, в повечето случаи с цел инактивиране на гени) и цисгенеза (прехвърляне на генетичен материал от два близкородствени организма).

Преди пускането им на пазара те ще минават през процедура на верификация, но тя ще бъде значително облекчена и ускорена, а след това растенията ще бъдат третирани като получени от конвенционална селекция. Все пак при съществени промени на състава и хранителните им качества ще попадат под регулациите за нови храни в ЕС и ще минават за одобрение през ЕОБХ.

Може би най-спорната част е НГТ произходът да бъде означен само на семената, използвани от земеделците, а всички продукти, които стигат до крайния потребител, да бъдат разглеждани като конвенционални. Все пак тези растения няма да могат да се сертифицират като „органични“, което донякъде ще ги различава. Най-вероятно обект на възражения ще бъде и условието, че отделните страни членки няма да могат да забранят полските опити и отглеждането на тези растения.

В предложението се говори и за проследяемост, но е интересно как ще бъде реализиран този процес, защото за разлика от по-старите методи за намеса в генома, промяната с помощта на НГТ е недоловима.

За останалите растения (категория 2) ще продължат да важат сегашните регулации за ГМО. Тук ще се включват трансгенетичните растения (с вмъкнато ДНК от различни организми), растенията с екстензивни редакции и някои други изключения.

Предложението за промяна идва в динамичен момент в глобален мащаб. От особена важност е въвеждането на нови сортове, които ще са ключови за изхранването ни на фона на настъпващите климатични промени. Друг значим фактор е опасността от изоставане в сферата на генетичните редакции както в научен, така и икономически аспект. Регулациите за този тип генетични редакции са значително по-облекчени в САЩ, Индия, Китай, Великобритания и редица други държави, което прави развитието на иновации в сферата по-лесно и по-изгодно. В документа се споменават също пандемията от COVID-19 и войната в Украйна, разкрили външните зависимости на Европа.

Очаквано, научните среди и биотехнологичните компании приемат новината добре. Според оценката на ЕК промяната в регулациите би спестила милиони евро годишно и така разработването на нови сортове ще стане по-достъпно, а административните разходи ще намалеят. В подкрепа на предложението за облекчаване на регулациите е и организацията EU-SAGE („Устойчиво земеделие чрез генетични редакции в Европа“), в която членуват учени от над 150 европейски института, три от които български.

Редица организации се противопоставят със становището, че промените ще влошат качеството на храната. Има също опасения, че селекцията на нови видове ще бъде консолидирана в ограничен брой биотехнологични гиганти, което ще доведе до по-високи цени на семената, и ще бъде ограничена свободата на фермерите. Събрани са и над 400 000 подписа в петиция, която според организаторите ѝ ще покаже преобладаващото негативно мнение на жителите на ЕС.

В процеса на обсъждане най-вероятно ще настъпят промени в детайлите, но след като бъдат приети от ЕК, новите правила ще трябва да бъдат гласувани и в Европейския парламент, където също се очаква да има разгорещени дебати. Важното е, че дискусията е започнала и има възможност да се стигне до решение, което да е в крак с промените – както климатични, така и научни.

Планетата се затопля

За съжаление, глобалните климатични промени не чакат обсъжданията. В няколко поредни юлски дни бяха счупени температурните рекорди и се очаква 2023-та да е най-горещата година от последните над 200, в които се правят точни измервания. Ако се включат и палеоклиматичните данни, този период може да достигне 120 000 години.

Справка в поддържания от Университета на Мейн Climate Reanalyzer показва, че средната глобална температура е достигнала 17,23°C на 6 юли. Един от рекордите е потвърден и от Европейската услуга за проследяване на климатичните промени, в която се използват данни от спътниците „Коперник“. Учените отбелязват, че това може да е вследствие на времето в Южното полукълбо и потока от необичайно горещ въздух над части от Антарктида, но промените са отчетени и в много други точки на света. В алжирския град Адрар температурата не е паднала под 39,6°C дори и през нощта. А след два смъртни случая в Пекин поради високите температури, в редица градове в Китай бяха отворени бомбоубежищата и бе забранена работата на открито.

Една от основните причини за високите температури е Ел Ниньо – топлата фаза на Южното колебание, чийто интензитет този път е особено висок. Това донякъде беше очаквано заради нехарактерно голямата продължителност на предхождащата студена фаза (Ла Ниня). Тъй като пикът на топлата фаза обикновено е между ноември и януари, се очаква ефектът му да се засили през идните месеци, като не е изключено да продължи и по-дълго от обичайното, както стана и при предхождащата Ла Ниня.

За интензитета на Ел Ниньо е ключова температурата на океанската вода, защото при него само се прехвърля топлина от океана към атмосферата. А океанът се затопля – според данни на Европейската услуга за проследяване на климатичните промени температурата на океана през юни е с 0,91°C над средната за периода 1979–2023 г. и с около 0,5°C по-висока от предишния юнски рекорд, отчетен през 2010 г. Особено топли са североизточните части на Атлантика, където температурите са достигнали 1,36°C над средното.

Поради затоплянето на горните слоеве на океана, изкачването на студената вода от дълбочините се забавя и се образува своеобразна възглавница от топла вода. Така топлината, която океанът е поел през трите години на Ла Ниня, сега се освобождава. Този фронт предизвиква и повече гръмотевични бури, което допълнително затопля атмосферата.

Високите температури са само едно от следствията на глобалните климатични промени. Водният цикъл на планетата също се влияе и променя по опасен начин. Испания е засегната от суша, която може да се окаже рекордна за последния век с 36 последователни месеца с валежи по-ниски от средната стойност. Съчетано с високите температури, това вещае катастрофална година за земеделците. Проблеми има и с питейната вода. Нивото на язовира Sau Reservoir в Каталуния е едва на 7% от капацитета му през април. Това е наложило и премахването на рибата от него, тъй като водата вече е била негодна за живот. На този фон наводнения в Индия засегнаха над половин милион души, като проливните дъждове са довели до преливането на река Беки и евакуацията на около 14 000 души. Наводнения с жертви имаше и в Япония и Турция.

В Канада бушуват опустошителни горски пожари, димът от които покри северните части на САЩ. Изгорели са над 9 млн. хектара – два пъти повече от обработваемите площи в България, а властите предупреждават, че тази година опасният сезон ще е по-продължителен. Мащабите са безпрецедентни и освен че имат унищожителни последици, пожарите ще влошат дългосрочно климата – въглеродните емисии са много по-високи от предходни години, а кумулативната топлина, отделена от огъня до момента, е почти два пъти повече, отколкото за цялата рекордна 2022 година. Най-вероятно ранното начало на сезона на пожарите се дължи на нехарактерните и дълги суши, комбинирани с необичайно високи температури. В началото на юли в северните части на провинция Квебек температурата е достигнала 34°C.

Промените са пагубни за всички обитатели на планетата. Затоплянето на океана, особено когато е рязко, както по време на Ел Ниньо, влияе зле и на обитателите му, и на птиците, които се хранят с тях. Ефектът от това не е незабавен, а може да се наблюдава след един до шест месеца според изследване на американски учени. Обобщени са данни от четири проекта за обследване на плажове, в които обучени доброволци броят мъртвите птици в конкретен участък.

Причините за смъртта на птиците са разнообразни, но повечето са свързани с променящите се екосистеми. Най-честата причина е промяна във видовия състав и размера на популациите в местата, в които те се хранят, водещо до гладна смърт. С промяната на самия океан е очаквано да настъпят промени и в организмите, които го обитават. Според авторите на статията мащабът на тези промени е голям и може да става въпрос за над милион загинали птици в периода 2014–2019 г. По-топлите води са добра среда за развитието на алги, които може да бъдат токсични за животните.

Топлинните вълни имат негативно влияние и върху насекомите. Ако температурата се повиши за три дни по време на възпроизвеждане, броят на потомството намалява двойно, а вероятността от успешно оплождане спада със 75%. Драстично спада и вероятността младите насекоми да оцелеят. Интересното е, че ако периодът на висока температура е малко преди или след периода на интимност, негативното му влияние е почти незначително. Резултатите от това изследване са важни, тъй като насекомите са основна част от хранителните вериги и над 89% от цъфтящите растения се опрашват от тях. В скорошна публикация е изказана хипотезата, че първите цъфтящи растения са били опрашвани от насекоми, а разпространението на полен с вятъра се е появило на по-късен етап.

Учените сигнализират за опасността от климатичните промени от десетилетия, но взетите мерки, изглежда, са твърде късни или недостатъчни. Протоколът от Киото и последващото Парижко споразумение дават рамка на световните правителства за намаляване на емисиите, но не е ясно дали те ще бъдат достатъчни. Планетата има известен буфер, най-вече в Световния океан, за поемане на допълнителна топлина, но той започва да се изчерпва и сме на ръба на събития, които ще бъдат каскадни и необратими. Въпреки че някои са скептични относно антропогенния характер на случващото се, то е факт и пред нас стоят множество проблеми, за които ще трябва да се намери решение.

Заглавно изображение: Язовир Sau Reservoir в Каталуния, заснет на 13 март 2023 г. Нивото на водоема е спаднало драстично оттогава. Снимка: European Union, Copernicus Sentinel-2 imagery