إن الحد من التلوث الناجم عن الأسمدة يفيد صحة الإنسان بشكل أكبر.
في مكسب لمحاصيل الحبوب المهمة، طور الباحثون طريقة تسمح للنباتات بتحويل غاز النيتروجين من الهواء إلى سماد لمساعدتها على النمو، كما أوردت مجلة Interesting Engineering.
هذه الطريقة، التي تهدف إلى وضع سلسلة من سبعة جينات على الأقل في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء للمحاصيل، تسمح لمحاصيل الحبوب، مثل الذرة والأرز، بتحقيق تثبيت النيتروجين من خلال ضوء الشمس دون استخدام الأسمدة.
منذ ما يقرب من 100 عام، أدت عملية هابر-بوش إلى زيادة هائلة في إنتاج الغذاء العالمي من خلال إحداث ثورة في تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى الشكل الذي يسمح بإنتاج الأسمدة على نطاق صناعي.
ومع ذلك، على الرغم من الإنتاج الضخم للمنتج، أوضحت شركة IE أن العديد من المناطق، مثل أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، لا تزال غير قادرة على الحصول عليه بسبب نقص البنية التحتية. تعاني هذه المنطقة وغيرها من المناطق المشابهة من ندرة كبيرة في الغذاء، وهي مشكلة تتزايد مع تهديد الطقس القاسي للمحاصيل التي يمكن زراعتها.
ومن عجيب المفارقات أنه على الرغم من أن عملية هابر-بوش نجحت في منع المجاعة الجماعية، إلا أنها خلفت أيضاً بصمة كربونية ضخمة. وفي حين أنه يسمح بإنتاج المحاصيل بكميات كبيرة، فإنه يساهم أيضًا في ارتفاع درجة حرارة الأرض، الأمر الذي تهدد آثاره المنتجات الأساسية.
صرح عالم الكيمياء الحيوية بجامعة ولاية يوتا لانس سيفيلدت للنشر أن ما يقرب من 2٪ من بئر الطاقة القذرة في العالم يستخدم لإنتاج الأسمدة. ولا يؤدي هذا إلى الإضرار بالبيئة فحسب، بل إن الأسمدة نفسها ضارة أيضًا، حيث تؤدي الجريان السطحي السام إلى إحداث فوضى في النظم البيئية المائية.
لمساعدة المناطق التي تعاني بشدة والإمدادات الغذائية العالمية بشكل عام، والتي هي معرضة للخطر بسبب آثار ارتفاع درجات الحرارة العالمية، تعاون سيفيلدت وكبير العلماء بجامعة USU Zhi-Yong Yang في مشروع مع زملائهم في إسبانيا والولايات المتحدة في الماضي. خمس سنوات لإعادة هندسة بيولوجيا محاصيل الحبوب.
في البداية، قاموا بتقليص عدد الجينات اللازمة لتثبيت النيتروجين إلى تسعة، لكنهم فوجئوا لاحقًا عندما اكتشفوا أنهم قادرون على إزالة بعض الجينات التي اعتبروها في البداية حرجة.
وقال يانغ لـ IE: "الهدف هو وضع الجينات في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء في المحاصيل، وتمكينها من توليد طاقة كافية لدفع تثبيت النيتروجين". "هذا دليل رائع جدًا. في الأساس، يمكن أن تحتوي هذه المحاصيل ذات السعرات الحرارية الأساسية - الأرز والذرة والبطاطس - على سماد مدمج."
وقال سيفيلدت: "إننا نتعلم، قطعة قطعة، ما هي الجينات وما هي مجموعة الجينات اللازمة لتحقيق تثبيت النيتروجين في الخلايا المختلفة". "بدلاً من العزف على بوق واحد فقط، نحاول أن نجعل الأوركسترا بأكملها تعزف معًا."
وبصرف النظر عن توفير حل لإنهاء ندرة الغذاء في المناطق الأقل نموا والتي يصعب الوصول إليها، من خلال القضاء على الحاجة إلى الأسمدة السامة لمجموعة كبيرة من المحاصيل، فإن هذه العملية تلعب دورا رئيسيا في المساعدة على تنظيف الصناعات الغذائية والزراعة. إن الحد من التلوث الناجم عن الأسمدة يفيد صحة الإنسان بشكل أكبر.
تجلب هذه العملية فوائد من خارج هذا العالم أيضًا. وأفاد موقع IE أن سيفيلدت وزميله في جامعة كاليفورنيا، بروس بوجبي، تعاونا في الجهود الممولة من وكالة ناسا للتحقيق في كيفية الحفاظ على حياة الإنسان في مهمات فضائية طويلة الأمد، بما في ذلك الرحلات إلى المريخ.
