שנים רבות מדענים מחפשים דרך להגביר את אספקת המזון בעולם, כדי למנוע רעב בקרב האוכלוסיות העניות ביותר. רבים סברו שהדרך הטובה ביותר לעשות זאת היא שיפור הפוטוסינתזה, התהליך הביולוגי שמתחולל בצמחים, שמקיים כמעט את כל החיים על פני כדור הארץ.
חוקרים מאוניברסיטת אילינוי שבאורבנה-שמפיין מדווחים שהצליחו להגדיל במידה ניכרת יבולים של סויה, בעזרת שינויים גנטיים שמגבירים את יעילות הפוטוסינתזה. המחקר הראה שיש פוטנציאל להגדיל את כמות המזון בעולם, שעה ששינויי האקלים ושאר סכנות מערערים עוד יותר את יכולתם של בעלי הכנסות נמוכות לפרנס את משפחותיהם.
המדענים בחנו את השפעת השינויים הגנטיים שערכו בצמחי הסויה בשדה אחד, לאורך שתי עונות גידול. לדבריהם צריך לבדוק אם אפשר לקבל תוצאות דומות גם אם הצמחים יגדלו בסביבות אחרות ובתנאי מזג אוויר אחרים. השיטה שפיתחו זקוקה גם לאישור של גופי פיקוח ממשלתיים, כדי שיהיה אפשר לגדל בשדות חקלאיים סויה שעברה שינוי גנטי כזה.
בעשורים הבאים יצטרך העולם להגביר את ייצור המזון, כדי לעמוד בביקוש הגדל. "ממצאי המחקר הראו שהשינוי הגנטי שעשו המדענים יאפשר להם לתת מענה לצרכים האלה" אמרה אמנדה דה סואוזה, ראש צוות החוקרים. מאמר המתאר את ממצאי הניסוי שערכה עם עמיתיה פורסם בכתב העת.Science "הדרך לשם עוד ארוכה" אמרה דה סואוזה.
חקלאות לייצור מזון היא אחד התורמים הגדולים להתחממות כדור הארץ, שכן יערות רבים נכרתים כדי לפנות אדמות לגידולים חקלאיים ולמרעה. עורכי המחקר מזהירים שאם לא ייעשה שינוי של ממש בשיטות החקלאות המקובלות, ממשלות יתקשו לעמוד ביעדי הפחתת הפליטות של גזי חממה, שנועדו לרסן את שינויי האקלים. אף על פי כן, כדי לתת מענה לתת תזונה ולרעב בטווח הקצר צריך להקצות עוד קרקעות ושאר משאבים להפיק עוד מזון, תהליך שעלול להגביר את ההתחממות.
לכן פיתוח מדעי שיסייע לייצר מזון רב יותר, בלי להגביר את השימוש בקרקעות – על ידי שיפור הפוטוסינתזה או בדרכים אחרות – מעורר תקוות רבות. "אנחנו עומדים בנקודה שבה עלינו לקבל תוצרת רבה יותר במשאבים מצומצמים יותר" אמר דניאל נפסטד, המנהל בפועל של מכון המחקר .Earth Innovation
המחקר החדש באילינוי מתמקד במנגנון שבו צמחים מגינים על עצמם מפני נזקי השמש. כאשר צמחים חשופים לאור שמש חזק, הם קולטים לא אחת אנרגיה רבה יותר מהאנרגיה הדרושה להם לפוטוסינתזה. המנגנון הזה מסייע להם להיפטר מעודפי האנרגיה בצורת חום. אבל כשנופל על הצמח צל, התהליך אינו נפסק במהירות. במקרה כזה הצמח מבזבז זמן ואנרגיה יקרים.
השינויים הגנטיים שעשו החוקרים מסייעים לצמחים להסתגל לצל מהר יותר. בצמחים רבי שכבות כמו אורז, חיטה, תירס וסויה, האצת התהליך עשויה, לפחות בתיאוריה, להגביר את הפוטוסינתזה בשכבות העלים האמצעיות, שבמשך היום מתאימות את עצמן לאור שמש ולצל.
סטיבן לונג מאוניברסיטת אילינוי, שנמנה עם כותבי המאמר, ציין שהוא ועמיתיו החלו ליישם את השינויים הגנטיים שהם פיתחו בצמחים המשמשים למזון. הם גידלו סויה שעברה שינוי גנטי בחווה של אוניברסיטת אילינוי. היבול של חמש משמונה הווריאציות של צמחים שעברו שינוי גנטי גדל בעשרים וארבעה וחצי אחוזים בממוצע, לעומת צמחי סויה שלא עברו שינוי גנטי. זרעי הצמחים המהונדסים היו עשירים בחלבון, בכמות דומה לזו של הצמחים שלא עברו כל שינוי. צמחי סויה מהונדסים שצמחו באותה חווה בשנה שעברה, הניבו תוצאות מובהקות פחות. סופה גרמה לקריסת העלים שנפלו זה על זה וכך העלים הנמוכים היו בצל כל הזמן.
סטיבן לונג הוסיף ואמר שצוותו מקווה להמשיך בניסויים עוד חמש שנים. הוא מתכנן לצאת לפוארטו ריקו כדי לבדוק איך השינויים הגנטיים משפיעים על פולי סויה טרופית. אחד היעדים של צוותו היא להבטיח שזרעים שמפיקים יבולים גדולים יותר יהיו זמינים לחקלאים במדינות מתפתחות. תומס סינקלייר, חוקר שמתמחה בגידולים חקלאיים מאוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, שלא היה מעורב במחקר, אמר שדרושים נתונים רבים יותר, מכמה תקופות ומאזורי גידול מגוונים, כדי לשכנע אותו שהשיטה לשיפור הפוטוסינתזה יעילה. הוא טען שהדרך המוכחת היחידה להגדיל יבול היא לסייע לצמחים לקבל עוד חומרי הזנה, למשל חנקן.
