הגברת החום, הבצורת, השיטפונות וההמלחה הנגרמים על ידי שינויי אקלים מורידים את כמות המזון האכיל המיוצר על ידי הגידולים העיקריים שלנו. מכיוון שהשתלטות על יותר אדמות לחקלאות אינה בת קיימא, הדרך היחידה שלנו קדימה היא להתאים את היבולים עצמם לתנאים החדשים. יש לנו שתי אפשרויות – ביות של קרובי טבע של גידולים שהם עמידים יותר אך בעלי יבול נמוך יותר, או הכללת גנים לחוסן בגידולים מודרניים עתירי תנובה. החוקרים כותבים ב-Frontiers in Science, וחוקרים דנים באפשרויות הללו ובצורך הקריטי ביותר מימון, מחקר והבנה ציבורית.
כולנו צריכים לאכול, אבל השפעת משבר האקלים על היבולים שלנו מעמידה בספק את אספקת המזון בעולם. יבולים מודרניים, מבויתים לתשואות מזון גבוהות וקלות הקטיף, חסרים את המשאבים הגנטיים להגיב למשבר האקלים. מתחים סביבתיים משמעותיים מפחיתים את כמות המזון המיוצרת, מורידים את האספקה ומעלים המחירים. אנחנו לא יכולים להשתלט באופן בר קיימא על עוד קרקעות לחקלאות, אז אנחנו צריכים לשנות את היבולים שלנו – הפעם כדי להתאים אותם לעולם ששינו.
"החקלאות פגיעה מאוד לשינויי אקלים, והעוצמה והתדירות של אירועי קיצון רק הולכים וגדלים", אמר פרופ' סרגיי שבאלה מאוניברסיטת מערב אוסטרליה, המחבר הראשי של המאמר ב- גבולות במדע. "הן ייצור חקלאי בר קיימא והן ביטחון תזונתי גלובלי יהיו תלויים באופן קריטי ביכולת שלנו ליצור יבולים עמידים באקלים".
להאכיל את העולם?
המערכת החקלאית הנוכחית שלנו מייצרת כמויות גדולות מאוד של מזון באמצעות שימוש אינטנסיבי של דשנים ומונו-תרבותיות בעלות ייצור גבוה. זה ספג את הדרישות של האוכלוסייה הגלובלית שלנו במשך עשרות שנים, אבל אנחנו מכירים בזה כבלתי בר קיימא. הדשנים עליהם אנו מסתמכים פוגעים בסביבה כאשר הם מיוצרים ומזהמים את הסביבה כאשר משתמשים בהם. יחד עם זאת, בשל הלחצים הנגרמים על ידי משבר האקלים, גידולי יסוד מייצרים פחות מזון.
גם אם הבצורת לא הורגת צמחים, טמפרטורות גבוהות מורידות את התשואה. כדי להתגבר על זה, חקלאים משקים את היבול שלהם -; אבל למי השקיה יש בדרך כלל תכולת מלח גבוהה, כי למים מתוקים יש יותר מדי ביקוש. הדבר מעלה את מליחות הקרקע, מה שמוריד את היבול של רוב הגידולים הגדלים בה. לבסוף, הצפה הנגרמת על ידי אירועי מזג אוויר קיצוניים משאירה צמחים עומדים במים, ויוצרים תנאים היפוקסיים העוצרים את הצמחים לספוג חמצן דרך שורשיהם. זה גם מוריד את התשואה של רוב הצמחים.
לבעיה של תזונה בת קיימא יש היבטים מדעיים, חברתיים ופוליטיים. דרושה קבלה רחבה יותר של טכנולוגיות חדשות ונכונות לקבל כמה שינויים תרבותיים. דוגמה טובה עשויה להיות אורז: זהו מזון עיקרי עבור אחוז גבוה מהאוכלוסייה, אך חלקים רבים בעולם עלולים להפוך לבלתי מתאימים לייצורו. ייתכן שיהיה צורך במעבר לגידולים אחרים, עמידים יותר, ואני לא בטוח שהציבור מוכן לקבל זאת".
פרופ' סרגיי שבאלה מאוניברסיטת מערב אוסטרליה
צמחי בר רבים, כולל אבותיהם וקרוביהם של גידולי יסוד, מסוגלים להתמודד טוב יותר עם לחצים סביבתיים מאשר גידולים מודרניים. כדי שהגידולים שלנו ישרדו את שינויי האקלים, עלינו להכניס מחדש את התכונות הגמישות הללו.
זרעי ההצלחה
שבאלה ועמיתו פרופ' מייקל פלמגרן מאוניברסיטת קופנהגן הציגו שתי אפשרויות. הראשון הוא שנוכל להכניס גנים התומכים בעמידות ללחץ סביבתי לגידולים קיימים עם תשואה גבוהה. זה קל יותר כאשר יש קרוב משפחה להשאיל ממנו גנים, או היכן שהגן נשאר ב-DNA של הצמח אך הושבת. עם זאת, גנים רבים תורמים לעמידות ללחץ סביבתי, וקשה לכלול מספר תכונות חדשות נוספות בזן חדש.
האפשרות השנייה היא שנוכל לביית צמחי בר שעמידים ללחצים סביבתיים אך בעלי יבול נמוך יותר מגידולים מודרניים. זה הצליח במקרים פשוטים יחסית שבהם צריך לעשות רק שינויים קטנים, אבל לא ברור אם יש מספיק מקרים פשוטים כדי לעזור להבטיח את אספקת המזון שלנו.
בשלב זה מוקדם מדי לדעת איזו אסטרטגיה תצליח, אומרים המדענים. עם זאת, אותם אלמנטים קריטיים חיוניים להצלחת שניהם: עריכת גנים חדשנית וטכנולוגיות גידול מדויקות אחרות המונעות על ידי פנוטייפ מדויק מבוסס תאים וקבלה ציבורית של הגידולים החדשים.
"אחד האתגרים הנוכחיים הוא להתאים את ההתקדמות המדעית האחרונה עם תפיסת הציבור לגבי טכנולוגיות חדשות", הזהיר שבאלה. "הנושא הוא מאוד פוליטי ויש בו אינטרסים מסחריים משמעותיים. ובשל חוסר ידע ספציפי, הציבור הרחב אינו יכול להבחין בהבדלים הדקים בין הטכנולוגיות השונות, ומסתמך על דעות בתקשורת".