• Globala livsmedelssystem föder en växande världsbefolkning, men är en stor bidragande orsak till klimatförändringarna.
• Forskare utvecklar en serie genetiskt modifierade grödor som mer effektivt tar bort och lagrar koldioxid från atmosfären.
• Skapande och användning av tekniska grödor måste ske i samarbete med förvaltare av ekosystem för att möta behoven hos miljön, lokalbefolkningen och det bredare globala samhället.
Livsmedelssystem står för över en tredjedel av de globala utsläppen av växthusgaser. Varje framgångsrik strategi för att nå de ambitiösa – och kritiska – utsläppsmålen som beskrivs i Parisavtalet måste innebära förändringar i hur vi odlar, bearbetar och distribuerar mat.
Jakten på netto-noll kan delas upp i två delar. För det första minskningen av växthusgasutsläppen till så nära noll som möjligt och för det andra absorptionen av eventuella kvarvarande utsläpp från atmosfären.
Jordbruksmarkanvändning är en nyckelkomponent på båda sidor av netto-noll-ekvationen. Att minska mängden mark som ägnas åt boskap kommer att minska metanutsläppen, medan grödor kan konstrueras för att mer effektivt fånga upp koldioxid och omvandla den till syre eller lagra den i jorden.
Modifierade grödor i kampen mot klimatförändringar
Genteknik används redan för att hjälpa organismer att anpassa sig till snabbt föränderliga klimat. Forskare utvecklar stammar av ris, majs och vete som klarar längre torka och blötare monsunsäsonger. Extrema temperaturer utsätter grödor för nya svampar och skadedjur, vilket motiverar forskare att genmanipulera sjukdomsresistent kassava, potatis och kakao.
Samma genteknikverktyg som används för anpassning till klimatförändringar används nu för begränsning.
Forskare vid Innovative Genomics Institute har fått finansiering från Chan Zuckerberg Initiative för att använda CRISPR-genredigeringsteknik för att förbättra växters och jordmikrobers förmåga att fånga och lagra kol från atmosfären på en mängd olika sätt.
National Science Foundation-finansierade Realizing Increased Photosynthetic Efficiency-projektet fann att genom att använda genteknik för att optimera fotosyntesen – processen genom vilken växter omvandlar solljus, vatten och koldioxid till syre och energi – kunde de skapa växter som var ungefär 40 % mer produktiva, vilket betyder mindre koldioxid i atmosfären.
Rötter kan konstrueras för att vara robustare, större och djupare, har forskare vid The Harnessing Plants Initiative vid Salk Institute for Biological Studies funnit. Genom att använda en molekyl som finns i avokado- och cantaloupeskinn kan dessa modifierade rötter bättre motstå nedbrytning, vilket minimerar kolutsläpp.
Och mikrober i jorden kan också utnyttjas för att mildra klimatförändringar och binda kol.
Upp till 20 % av de nyttiga molekylerna som växter skapar under fotosyntesen delas genom sina rötter med mikrober som lever i jorden. Med hjälp av genteknik kunde forskare justera kommunikationen och samspelet mellan rötter och mikrobiella samhällen, vilket hjälper till att stabilisera kolet i jorden – och se till att det stannar där.
Fånga upp kol genom andra ekosystem
Jordbruksmark täcker över en tredjedel av den globala markytan. Att bara använda en bråkdel av detta utrymme för att mer effektivt fånga och lagra kol genom modifierade grödor skulle vara avgörande för att länder ska uppfylla sina netto-nollmål. Och medan vissa forskningsområden för närvarande befinner sig i ett tidigt skede, är andra metoder för biologisk kolbindning närmare implementering och skalning.
Till exempel kommer strategisk återplantering av skog i global skala att vara avgörande för att mildra de cirka 40 miljarder ton koldioxid som pumpas ut i atmosfären varje år. Under sin livstid fångar ett enda träd i genomsnitt 0,62 ton koldioxidekvivalenter, så omfattningen av återplanteringsinsatser måste vara verkligt industriella.
Havet och ekosystemen med ”blått kol” – salta kärr, mangrover och sjögräs – är 10 gånger mer effektiva när det gäller att binda koldioxid på arealbasis per år än tropiska skogar. De har potential att absorbera nästan 1,4 miljarder ton koldioxid till 2050 och måste skyddas.
Gräsmarker har också stor potential för kolbindning. I allt torrare områden kan gräsmarker lagra mer kol än skog eftersom de påverkas mindre av torka och skogsbränder. De binder det mesta av sitt kol under jorden, medan träd lagrar det mestadels i trä och löv som är känsliga för eld.
Bevarandet av dessa naturliga miljöer är ett viktigt verktyg i kampen mot klimatförändringar, och ett som kan åtgärdas omedelbart.
Vägen framåt
Den senaste rapporten från FN, United Nations’ Intergovernmental Panel on Climate Change, klargjorde att kolavskiljning är en oundviklig del av att nå nettonollutsläpp. Varje framgångsrik strategi för att nå nettonollutsläpp måste och kommer att involvera biologiska och tekniska verktyg för att fånga och lagra kol från atmosfären.
Hur man använder dessa verktyg bör informeras av den senaste vetenskapen men också styras av samhällen. Att bestämma vilka hjälpmedel för koldioxidavskiljning som ska användas och hur de ska användas bör inte överlåtas enbart till forskare och beslutsfattare, utan människor som påverkas av både klimatförändringar och dess föreslagna lösningar.
Att lyssna på ekosystemens förvaltare kommer att säkerställa att genetiskt framställda grödor och andra biologiska metoder för kolavskiljning uppfyller behoven hos miljön, lokalbefolkningen och det bredare globala samhället.
Texten är en översättning av inlägget”Explained: How engineered crops can fight climate change”, på WEF:s hemsida, 4 juli 2022.
FUNDERINGAR 