Drzewa zmodyfikowane genetycznie dają nadzieję i budzą kontrowersje

Gdyby drzewa pracowały w fabryce zajmującej się pochłanianiem dwutlenku węgla z atmosfery, nie mogłyby liczyć ani na szybki awans, ani na premię. Wbrew temu, co zwykle o nich myślimy, nie są szczególnie skuteczne w absorbowaniu CO2 z powietrza, a co za tym idzie – w walce z globalnym ociepleniem. A to dlatego, że sposób, w jaki przeprowadzają fotosyntezę, jest nieco zawodny. Jak wiemy, reakcje fotosyntetyczne polegają z grubsza na tym, że do systemu enzymatycznego dostarczana jest energia słoneczna, dwutlenek węgla oraz woda, a otrzymywany jest cukier oraz tlen. Aby dwutlenek węgla został wrzucony do reakcyjnego „kotła”, musi się najpierw połączyć z enzymem, który wychwyci go z mieszaniny gazów wchodzących w skład powietrza i przekaże dalej. Rola ta należy do karboksylazy/oksygenazy rybulozo-1,5-bisfosforanu zwanej milej: RuBisCo.

To naprawdę kiepski pracownik. Aż jedną na pięć reakcji przeprowadza nieprawidłowo i zamiast chwytać dwutlenek węgla, łapie tlen. Wskutek jego pomyłki drzewo przeprowadza nie fotosyntezę, lecz fotorespirację, której produktem jest CO2. Jakby tego było mało, RuBisCo jest niezwykle powolny. Typowy enzym przeprowadza tysiąc reakcji na sekundę, a ten zakała ewolucji: zaledwie 5–10.

Ochrona to za mało

Nie oznacza to oczywiście, że lasy nie są ważnym sprzymierzeńcem w walce z globalnym ociepleniem. Drzewa to w istocie gigantyczne kontenery węgla: kiedy trwa fotosynteza, napełniają się – dwutlenek węgla jest wypompowywany z atmosfery i (w dużym uproszczeniu) zamieniany w tkankę rośliny. Problem pojawia się, gdy zostaną zniszczone – ścięte i pozostawione, by ulec rozkładowi albo spalane. Słowem, tam, gdzie zachodzi deforestacja, przestają być naszymi sprzymierzeńcami w walce z globalnym ociepleniem i stają się wrogami – ogromne ilości CO2 ulatniają się z ich umierających tkanek. Ocebnie żyjące drzewa zawierają więcej tego pierwiastka, niż ukryte pod ziemią paliwa kopalne. Łatwo więc wyobrazić sobie, że jeśli wysadzimy ten magazyn w powietrze, będziemy mieli ogromne kłopoty.

Mimo to sama ochrona nie wystarczy: wywlekamy spod ziemi takie ilości „uśpionego” węgla, że rosnące na Ziemi drzewa nie są w stanie ich przetworzy. To doprowadziło wielu działaczy i naukowców do prostego wniosku: powinniśmy zasadzić więcej drzew. Owszem, to całkiem niezły pomysł. Tylko ile dokładnie powinno tych drzew wyrosnąć, żebyśmy osiągnęli jakiś wymierny efekt?

Szacunki wskazują, że zanim człowiek zaczął masowo wycinać lasy, na Ziemi rosło ich ok. 6 bilionów. Obecnie jest ich o połowę mniej. Idealnie byłoby więc powrócić do przeszłości. Tyle że te miejsce zostało już zabrane – postawiliśmy na nim budynki, drogi, pola. Mimo to niektóre organizacje, takie jak Plant-for-the-Planet, uważają, że nie ma co załamywać rąk: twierdzą, że na Ziemi wciąż jeszcze jest miejsce na kolejny bilion. Nie załatwiłby on za nas oczywiście wszystkich problemów związanych ze zmianą klimatu, ale – jak się szacuje – mógłby powstrzymać średnią globalną temperaturę przed wzrostem powyżej krytycznych 2 stopni.

RuBisCo do poprawki

Są też inne podejścia. Spróbujmy osiągnąć minioną efektywność fotosyntezy – stwierdzili założyciele amerykańskiej firmy biotechnologicznej Living Carbon – nie zwiększając liczbę drzew, a celując w enzymatycznego leniwca: w niedoskonały system RuBisCo.

Zespół z Living Carbon w celu jego usprawnienia zmodyfikował genetycznie m.in. sosnę taeda i topolę. Uzyskał drzewa, które – jak wynika z wczesnych analiz – pochłaniają ok. 53 proc. więcej dwutlenku węgla z atmosfery, a do tego rosną znacznie szybciej, niż ich niezmodyfikowani krewniacy. Z szacunków zespołu wynika, że ta zwiększona efektywność fotosyntezy pozwoliłaby utrzymać Ziemię w temperaturowych ryzach po posadzeniu nie biliona drzew, lecz o połowę mniej.

Przez ostatnie lata pracownicy Living Carbon badali, jak ich sadzonki zachowują się w szklarniach, od kilku miesięcy sadzą je na prywatnych terenach osób, które skusił szybki wzrost, efektywna fotosynteza i proekologiczny pomysł. Mają ambitne plany: do połowy przyszłego roku chcieliby uzyskać sumaryczną obsadę wynoszącą 4–5 mln drzew.

Ich pomysł budzi jednak kontrowersje. „The Times” sugeruje, że firma zbyt szybko przeniosła działania ze szklarni na otwartą przestrzeń. „Smithsonian Magazine” uważa, zaś że Living Carbon ma za mało danych terenowych, a za dużo wyników laboratoryjnych i „szklarnianych”. Może więc problem z tą inicjatywą polega na nieprawidłowym stosunku tempa wdrożeń do tempa prac badawczych. Jedyna publikacja naukowa podsumowująca działalność zespołu pracującego nad zmodyfikowanymi drzewami nadal czeka na ostateczną recenzję.

Z drugiej strony, firma nie kryje się ze swoim know how i zachęca inne zespoły, żeby eksperymentowały ze swoimi rodzimymi drzewami. Skoro tak, to może liczą na to, że dane naukowe przyjdą po prostu z innej strony, a do tego czasu wolą działać, zamiast czekać?