31/07/2023
0- Американский стартап в области климатических технологий Living Carbon занимается разработкой генетически модифицированных тополей, которые, по его словам, могут поглощать больше углерода и лучше противостоять грибковому разложению, чем контрольные растения, являясь потенциальным инструментом в условиях климатического кризиса.
- Некоторые эксперты говорят, что компании не хватает долгосрочных полевых данных, и она спешит коммерциализировать свои «супердеревья», потенциально подвергая риску другие виды.
- Несмотря на такие опасения, Living Carbon продолжает высаживать смешанные леса, включающие в себя генно-измененные деревья, финансируемые за счет углеродных компенсаций.
«О тополь, о тополь, как углеродисты твои ветви…»
Деревья являются важным инструментом в нашей борьбе с изменением климата, поскольку они поглощают углекислый газ, но одна компания делает еще один шаг вперед, используя генетически модифицированные деревья, улавливающие еще больше углерода. Американский стартап в области климатических технологий Living Carbon разрабатывает генетически модифицированные саженцы гибридного тополя, которые, по его словам, могут накапливать на 53% больше биомассы, чем контрольные растения, и, таким образом, поглощать на 27% больше углерода.
Растения используют солнечный свет для превращения воды и углекислого газа в кислород и сахар. Этот процесс известен как фотосинтез. Компания Living Carbon утверждает, что ее деревья, представляющие собой гибрид осины обыкновенной ( Populus tremula ) и белого тополя ( P. alba ), могут лучше справляться с генетическими изменениями, повышающими эффективность фотосинтеза.
Это решение подчеркивает потенциальную роль синтетической биологии удалении углерода и адаптации к климату и, и хотя у модификации генома деревьев много сторонников, не все убеждены в правильности данного подхода. Критики предупреждают, что эти ГМ-деревья могут нанести ущерб окружающей среде и распространиться за пределы плантаций.
Правительство США одобрило коммерческую посадку генно-инженерных деревьев Living Carbon. Изображение предоставлено Living Carbon.
Связывание углерода, замедление распада
Компания Living Carbon, основанная в 2019 году, начала свою деятельность успешно. Получив грант в размере 500 000 долларов США от правительства США в 2021 году, группа из Сан-Франциско привлекла 21 миллион долларов, пообещав уловить 604 миллиона метрических тонн CO2 — или 1,7% глобальных годовых выбросов 2021 года — с 2023 по 2030 год.
По словам Мэдди Холл, которая покинула американскую исследовательскую группу OpenAI, чтобы вместе с палеобиологом Патриком Меллором создать «Живой углерод», люди уже давно используют селекционное размножение для улучшения определенных свойств растений, в том числе съедобных культур.
«Мы не модифицируем деревья для устойчивости к гербицидам и не выводим определенные узкие черты, которые способствуют монокультуре одних только наших деревьев», — сказала она. «Вместо этого мы усиливаем общие черты, которые увеличивают скорость роста и замедление разложения древесины, что полезно для любого дерева».
Помимо улавливания углерода, Living Carbon повышает способность деревьев накапливать металлы, такие как никель или медь, из токсичных почв, чтобы лучше противостоять грибковому разложению. Группа, которая заявила, что наблюдает 97-процентную выживаемость своих саженцев на заброшенных проектах по закладке шахт, планирует к началу 2024 года иметь в земле более 4 миллионов саженцев.
«Мы считаем, что биотехнология может оказывать интегрирующее и восстанавливающее воздействие на экосистемы, если она применяется с целью, отличной от максимизации урожайности в рамках монокультуры», — сказал Холл.
Но эксперты сомневаются в способности модифицированных «супердеревьев» продемонстрировать даваемые сегодня обещания , не нанося ущерба окружающим экосистемам.
Living Carbon утверждает, что ее ГМ-деревья могут поглощать на 27% больше углерода, чем контрольные растения. Изображение Дэвида Вига через Unsplash (общественное достояние).
«Чрезмерная шумиха»?
В сентябре организации, участвующие в Кампании по остановке использования генно-инженерных деревьев /STOP GE Trees/, заявили в своем отчете, что единственной научной работой в которой проверялись выводы Living Carbon, был собственный официальный документ компании, который изначально не подвергался рецензированию. Критики заявили, что компании не удалось показать, что ее генно-инженерные деревья могут продолжать расти с повышенной скоростью в течение всего срока их службы.
«Изначально мы опубликовали нашу техническую документацию на [сервере биологических препринтов] bioRxiv, потому что хотели сделать исследование доступным для всех уже йво время публичного запуска компании», — сказал Холл. «С тех пор статья прошла рецензирование и опубликована в специальном выпуске журнала Forests».
Энн Петерманн, координатор кампании и директор проекта Global Justice Ecology Project (GJEP), говорит, что у нее по-прежнему большие сомнения в отношении этого проекта.
«Помимо моего беспокойства по поводу их небрежного отношения к изменению эволюционной траектории деревьев, я обнаружила, что их шумиха немного чрезмерна», — написала она Монгабею, добавив, что даже один из ключевых партнеров Living Carbon чувствовал себя «неудобно» по этому поводу. “
Ссылаясь на молекулярного генетика Рикарду Штайнбрехер, Петерманн сказала, что генная инженерия может создавать многочисленные неожиданные эффекты, в том числе мутации и изменения в геноме генно-инженерных деревьев, «которые происходят не только в момент трансформации, но и со временем, и не только с самим организмом, но и с его потенциальными потомками».
Холл возразила, указав на то, что тополя Living Carbon не смогут производить пыльцу, поскольку все генно-инженерные деревья женские. Однако, даже если это произойдет «риски будут ограничены локальным увеличением накопления биомассы», потому что другие виды деревьев, посаженные компанией, недостаточно близкородственны, чтобы оплодотворять ГМ-деревья.
Петерманн отметила, что тополя, в частности, могут размножаться вегетативно, а также отрастать от пня: «В конечном итоге таким образом они могут распространяться пересекая племенные и региональные границы».
Подчеркнув растущий поток информации о «критической важности грибковых путей в лесных почвах для облегчения коммуникации между деревьями, не говоря уже о хранении углерода в лесных почвах и обеспечении питательными веществами других деревьев», она сказала, что «супердеревья» Living Carbon могут не иметь многих эволюционных преимуществ перед не-ГМ тополями.
«Стойкие к гниению деревья нарушают естественный цикл развития совершенно непонятным пока образом», — сказала Петерманн. «Стойкость к разложению особенно проблематична для такого организма, как дерево, которое живет или может жить долго и взаимодействует со многими другими организмами», — добавила она, подчеркнув необходимость полевых испытаний, которые длятся десятилетия и охватывают несколько поколений деревьев.
Ученые подчеркивают необходимость долгосрочных полевых данных для оценки всех рисков генной инженерии. Изображение предоставлено Living Carbon.
Зеленый свет USDA / Министерства сельского хозяйства США/ поднимает красный флаг
Living Carbon начала коммерческую пилотную посадку, чтобы оценить производительность своих саженцев «в сценариях, более похожих на посадку в реальном мире», — сказала Холл. Living Carbon сажает не монокультуры, а смешанные леса, в общей сложности из 12 видов, включенных в его углеродные проектные насаждения. На сегодняшний день компания посадила около 8900 гибридных тополей с улучшенным фотосинтезом среди смешанных насаждений в штатах Джорджия и Огайо. Генетически модифицированные деревья составляют около 5% их насаждений.
Но это развенчивает заявления компании, говорит Петерман: «Как они могут заявлять, что могут уверенно хранить и измерять [углерод], если их «ГМ деревья, – которые растут на 53% быстрее» являются лишь небольшой частью общей матрицы древостоев?»
Министерство сельского хозяйства США (USDA) недавно пришло к выводу, что эти «супердеревья» не нуждаются в регулировании как генетически модифицированные организмы (ГМО) и могут быть высажены в коммерческих целях.
Тем не менее, по мнению Петерманна, агентство предоставило деревьям Living Carbon пропуск в соответствии с «чрезвычайно загадочными» правилами, разработанными в 1980-х годах для решения вопроса о том, может ли ГМО-растение быть «опасным для других растений». По ее словам, Living Carbon использует другую технологию, которую Министерство сельского хозяйства США не оценивало. Это метод «генной пушки», который стреляет в клетки микроскопическими «пулями», покрытыми генетическим материалом.
«Результат тот же: новые гены внедряются в ДНК со всеми сопутствующими повреждениями генома… и всеми непредсказуемыми последствиями, которые это вызовет», — сказал Петерманн. «Нельзя считать, что Министерство сельского хозяйства США посчитало о эти деревья безопасными: они просто сказали, что оценка этого не входит в их полномочия».
Напротив, аналогичные генно-инженерные усилия по приданию устойчивости к фитофторозу американскому каштану (Castanea dentata), виду, уничтоженному грибком-вредителем, ожидают одобрения USDA для внедрения в производство с 2020 года.
В Сузано, Бразилия, эксперты говорят, что посадка генно-инженерных эвкалиптов может быть более разрушительной для окружающей среды, чем немодифицированные плантации. Баннер гласит: «Плантации эвкалипта — это не леса». Изображение предоставлено Орин Лангелле.
Продажа углеродных кредитов или осмотрительное ожидание
Чтобы финансировать свои проекты, Living Carbon продает углеродные кредиты организациям, стремящимся компенсировать выбросы углерода, которые потенциально будут поглощать ее деревья.
По данным Boston Consulting Group (BCG), к 2030 году рынок добровольных выбросов углерода может составить до 40 миллиардов долларов по сравнению с $2 млрд в 2021 году. Однако компенсация выбросов углерода в последнее время вызвала обеспокоенность по поводу отсутствия прозрачности соглашений, потенциального неблагоприятного воздействия на местные сообщества или того факта, что они могут дать загрязнителям лицензию на выбросы.
«У нас есть форвардные соглашения об углеродных кредитах, которые будут предоставлены в 2024 и 2025 годах», — сказал Холл. «Это стандартная практика удаления углерода при использовании возобновляемых источников энергии, необходимая для получения проектного финансирования».
Она добавила, что большинство продаж было заключено напрямую с корпоративными покупателями, а некоторые были сделаны через такие платформы, как Watershed или Patch.
«Мы отправляем некоторые из наших проектов на проверку в Американский углеродный реестр [ACR] и изучаем методологии следующего поколения, такие как BCarbon [некоммерческая организация], которые могут лучше подойти для будущих проектов», — сказал Холл.
Для Петерманна «углеродные кредиты, которые, как выше сказано, были подтверждены по системе Verra… вызывают много вопросов». Недавнее расследование ведущего в мире углеродного стандарта показало, что более 90% компенсационных кредитов Verra для тропических лесов, вероятно, ничего не стоят.
«Это делает продажи Living Carbon вдвойне тревожными», — добавил Петерманн. «Я не вижу никаких плюсов».
По мере того, как погодные явления усиливаются, некоторые говорят, что «супердеревья» могут стать частью климатического решения. Изображение Джона Таунера через Unsplash (общественное достояние).
Срочные решения для срочных дел
Робин Чаздон, профессор экологии тропических лесов в Университете Саншайн-Кост в Австралии, сказала, что посадка деревьев с использованием генетически модифицированных материалов для связывания углерода может понравиться футуристически настроенным инвесторам, но «очень рискованна и чревата провалом».
Она подчеркнула, что генно-инженерные деревья изначально более восприимчивы к болезням и травоядным, а отсутствие у них генетического разнообразия может ослабить их перед лицом экологических проблем, связанных с изменением климата.
Чаздон подчеркнула, что «деревья, предназначенные для быстрого роста, имеют низкую плотность древесины и короткую продолжительность жизни в целом, поэтому общее количество накопленного углерода невелико, особенно если их срубить через несколько лет».
«В конце концов, вы не сможете сформировать из них леса, в связи с чем потенциал для множества преимуществ — биоразнообразия, получения доходов для местного населения, использования деревьев в пищу или дров — будет утрачен», — добавила она. «Есть много [других] эффективных решений, которые можно принять наряду с обезуглероживанием источников энергии».
Билл Лоранс, профессор-исследователь из Университета Джеймса Кука в Австралии, сказал, что мир склонен «слишком волноваться» по поводу генно-инженерных организмов.
«Играть в Бога рискованно, но люди на самом деле делали это тысячи лет», — написал он в электронном письме Монгабаю, добавив, что подходы «экологической инженерии» могут быть непомерно дорогими и иметь лишь скромные преимущества.
Однако, по его словам, «деревья как группа улавливают и хранят больше углерода, чем любой другой тип организмов, поэтому разумно сосредоточиться на них как на потенциальном средстве снижения уровня углерода в атмосфере».
«Они не являются универсальным инструментом, но деревья определенно станут частью любого жизнеспособного климатического решения», — сказал Лоранс.
Изображение баннера: Редактирование генов растений вызывает опасения: это рискованный подход или мощное решение для климата? Изображение Роберта Мюррея через Unsplash (общественное достояние).
Исходная статья: Тао, Ю., Чиу, Л., Хойл, Дж. В., Дьюхерст, Р. А., Ричи, К., Расмуссен, К., … Холл, М. Е. (2023). Повышенная эффективность фотосинтеза для увеличения ассимиляции углерода и производства древесной биомассы у искусственного гибрида тополя. Леса , 14 (4), 827. doi: 10.3390/f14040827
