Περιεχόμενα
Σε ένα θερμοκήπιο περιτριγυρισμένο από άσφαλτο στο πίσω μέρος ενός επιχειρηματικού πάρκου στο Hayward της Καλιφόρνια, στις όχθες του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο, υπάρχουν περισσότερα από 200 φυλλώδη, πράσινα, υβριδικά δένδρα λεύκας. Ανάμεσά τους βρίσκεται η Maddie Hall.
Τα δέντρα είναι όλα «μητρικά δέντρα», εξηγεί ο Hall, συνιδρυτής και Διευθύνων Σύμβουλος της κλιματικής εταιρείας βιοτεχνολογίας Living Carbon. Έχουν τροποποιηθεί γενετικά (υπάρχουν περίπου 100 διαφορετικές γραμμές) με στόχο να γίνουν καλύτερα στην απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2).
Αυτή την άνοιξη, κλώνοι τεσσάρων από τις κορυφαίες σειρές της φυτεύτηκαν σε ιδιωτική γη στη Τζόρτζια και στο Οχάιο ως πιλοτικά έργα για την παρακολούθηση της δέσμευσης άνθρακα, μέσω συνεργασιών με πρόθυμους ιδιοκτήτες γης.
Το επιχειρηματικό μοντέλο της Living Carbon περιλαμβάνει την πώληση πιστώσεων αφαίρεσης άνθρακα, με τους ιδιοκτήτες γης να πληρώνονται για τη χρήση της περιουσίας τους. Περίπου 170.000 σπορόφυτα διαφορετικών ποικιλιών φυτεύτηκαν σε περίπου 120 εκτάρια (300 στρέμματα).
Περίπου το 5% ήταν γενετικά τροποποιημένες λεύκες: η εταιρεία ξεκινάει έχοντας επίγνωση της αποφυγής των μονοκαλλιεργειών. «Τίποτα από αυτά που κάνουμε δεν έχει σημασία αν όλα μένουν στο θερμοκήπιο», λέει ο Hall.
Υπάρχουν έργα σε εξέλιξη σε όλο τον κόσμο για τη γενετική μηχανική των φυτών – συγκεκριμένα των καλλιεργειών – για χαρακτηριστικά όπως μεγαλύτερες αποδόσεις, αντοχή σε ασθένειες, στην ξηρασία ή στη θερμότητα. Ωστόσο, οι προσπάθειες για να τα καταφέρουν καλύτερα στην άντληση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα για την άμεση καταπολέμηση της κλιματικής κρίσης είναι στο… φόρτε τους.
Η Living Carbon, που ιδρύθηκε το 2019 και η οποία έχει λάβει μέχρι σήμερα χρηματοδότηση 36 εκατομμυρίων δολαρίων, βρίσκεται στη μάχη για την καθιέρωση της τεχνολογίας στα δέντρα. Εν τω μεταξύ, δύο κορυφαία επιστημονικά ιδρυμάτα που εδρεύουν στην Καλιφόρνια, εξατάζουν πώς θα μπορούσε να γίνει κάτι αντίστοιχο στις γεωργικές καλλιέργειες.
Τόσο το Salk Institute for Biological Studies στο Σαν Ντιέγκο όσο και το Innovative Genomics Institute (IGI) στο Μπέρκλεϊ έχουν λάβει μεγάλα ποσά φιλανθρωπικής χρηματοδότησης.
Ο πιθανός αντίκτυπος αυτής της προσέγγισης στις παγκόσμιες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί. Εξαρτάται από το πόσο σημαντικά θα μπορούσαν να είναι τα κέρδη και από το πόσο ευρέως έχει αναπτυχθεί. Αλλά οι υποστηρικτές του πιστεύουν ότι εάν κλιμακωθεί θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στη μάχη κατά της κλιματικής κρίσης που είναι πιο έντονη από ποτέ.
Έως και 600 μεγατόνοι διοξειδίου του άνθρακα
Αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης, της διαδικασίας με την οποία τα φυτά χρησιμοποιούν φως, νερό και CO2 για να παράγουν σάκχαρα που τροφοδοτούν την ανάπτυξη των φυτών (με το οξυγόνο ως υποπροϊόν), τα δέντρα της Living Carbon είναι σε θέση να δεσμεύσουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από ό,τι θα έκαναν φυσικά.
Τα δάση με την ξυλώδη βιομάζα τους και τα ουσιαστικά συστήματα ριζοβολίας που διαρκούν πολλές δεκαετίες είναι μια σημαντική μακροπρόθεσμη δεξαμενή άνθρακα και εάν τα δέντρα τους μπορούν να φωτοσυνθέσουν ακόμη καλύτερα, αυτή η διαδικασία γίνεται υπερτροφοδοτούμενη.
Αλλά η αύξηση της ποσότητας της φωτοσύνθεσης που γίνεται από ένα φυτό δεν είναι εύκολη. Ο ζωντανός άνθρακας το περιορίζει οδηγώντας σε μια αναποτελεσματικότητα που έχουν επίσης τα περισσότερα φυτά, η οποία σε αντίθεση με το γενικό πρότυπο της φωτοσύνθεσης τα βλέπει να προσλαμβάνουν τακτικά οξυγόνο και να εκπέμπουν λίγο CO2 στο φως της ημέρας.
Σε μια επιστημονική εργασία που δημοσιεύθηκε τον Απρίλιο, η εταιρεία αναφέρει ότι σε μια δοκιμή θερμοκηπίου διάρκειας τεσσάρων μηνών οι τροποποιημένες λεύκες της αυξήθηκαν σε βιομάζα κατά 35-53% σε σχέση με τους ελέγχους της, που ισοδυναμεί με την αφαίρεση 17-27% περισσότερου διοξειδίου του άνθρακα από τον αέρα.
Αρκετές πατέντες βρίσκονται τώρα στα σκαριά, λέει ο Hall, και, εκτός από τις πιλοτικές φυτεύσεις, μια μικρή δοκιμή αγρού με περίπου 600 δέντρα βρίσκεται σε εξέλιξη στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα.
Όλες οι φυτεύσεις της Living Carbon προορίζονται να γίνουν σε υποβαθμισμένες εξορυκτικές ή γεωργικές εκτάσεις όπου δεν φυτρώνουν επί του παρόντος δέντρα. Σκοπεύει να φυτέψει περίπου 2.400 εκτάρια (6.000 στρέμματα), δέντρα τεσσάρων μέτρων μέχρι το τέλος της άνοιξης του 2024.
Αλλά αν μπορούσε να κλιμακωθεί σε αυτό το 1,6 m εκτάρια (4 m στρέμματα) μέχρι το 2030, αυτό θα σήμαινε – υποθέτοντας μια διάρκεια ζωής 40 ετών και ότι τα ενισχυμένα δέντρα καταναλώνουν άνθρακα με τον κορυφαίο ρυθμό που παρατηρήθηκε στις δοκιμές θερμοκηπίου – περισσότεροι από 600 μεγατόνοι δεσμευμένου διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο είναι περίπου το 1,6% των σημερινών παγκόσμιων εκπομπών CO2.
«Υπάρχουν πολλές δυνατότητες δεδομένου ότι υπάρχουν 60 εκατομμύρια εκτάρια (148 εκατομμύρια στρέμματα) γης διαθέσιμα για αναδάσωση μόνο στις ΗΠΑ», λέει ο Hall.
Και οι καλλιέργειες στη μάχη της μείωσης του διοξειδίου του άνθρακα
Εν τω μεταξύ, ο εξοπλισμός των καλλιεργειών για την καλύτερη απομάκρυνση του CO2 απαιτεί διαφορετική προσέγγιση. Έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής και η συγκομιδή γίνεται εποχιακά. Ό,τι έχει απομείνει τόσο πάνω όσο και κάτω από το έδαφος αποσυντίθεται γρήγορα, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα πίσω στην ατμόσφαιρα.
Η εστίαση για τις καλλιέργειες είναι στη συνέχεια στη μηχανική τους, ώστε να είναι σε θέση να αποθηκεύουν περισσότερο άνθρακα κάτω από το έδαφος για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Είναι επίσης δυνατή η στοίβαξη, κάνοντας τα φυτά καλύτερα στη δέσμευση και στην αποθήκευση άνθρακα.
Το ρύζι και το καλαμπόκι μειώνουν το διοξείδιο του άνθρακα
Οι επιστήμονες στο Salk εργάζονται για την κατασκευή φυτών που αποκαλούν «Salk Ideal Plants» από το 2017, αν και μόλις το 2019 το έργο αναπτύχθηκε.
Το έργο, υπό τον τίτλο του Harnessing Plants Initiative (HPI), έχει λάβει μέχρι σήμερα περισσότερα από 127 εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση από το TED Audacious Project, το Bezos Earth Fund και την Hess Corporation, μια εταιρεία εξερεύνησης και παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Οι σπόροι σόγιας, το ρύζι, το σιτάρι, το καλαμπόκι και το CoverCress είναι οι τρέχουσες καλλιέργειες – στόχοι. Το ότι φυτεύονται σε τέτοια έκταση σημαίνει ήδη ότι υπάρχει δυνατότητα να έχουν μεγάλο αντίκτυπο, λένε οι φυτοεπιστήμονες Joanne Chory και Wolfgang Busch, ιδρυτικός διευθυντής και εκτελεστικός διευθυντής του HPI αντίστοιχα.
Η εστίαση είναι στην τροποποίηση των καλλιεργειών με τρεις τρόπους που ελπίζουν ότι θα δημιουργήσουν δραματικές αλλαγές. Αυτές είναι: μεγαλύτερες ρίζες (περισσότερη μάζα ρίζας σημαίνει περισσότερος άνθρακας που έχει δεσμευτεί). ρίζες που διεισδύουν βαθύτερα στο έδαφος (πιο κάτω, η μικροβιακή δραστηριότητα είναι χαμηλότερη, επομένως χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να αποσυντεθεί και υπάρχουν συνήθως περισσότερα μέταλλα με τα οποία μπορεί να συνδεθεί ο άνθρακας για να το κλειδώσει) και ρίζες που παράγουν περισσότερο από ένα πλούσιο σε άνθρακα πολυμερές που ονομάζεται suberin.
Παράγεται από όλα τα χερσαία φυτά και το κύριο συστατικό του φελλού, η σουμπερίνη είναι δύσκολο να αποσυντεθεί από τα μικρόβια, επομένως θα μπορούσε να κρατήσει τον άνθρακα κλειδωμένο κάτω από τη γη πολύ περισσότερο. «Η Salk Ideal Plants θα είναι η παγκόσμια πρωταθλήτρια της δέσμευσης άνθρακα», λέει ο Busch.
Αν και τα πράγματα θα διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του εδάφους, οι επιστήμονες στοχεύουν να αναπτύξουν καλλιέργειες που θα είναι σε θέση να σταθεροποιήσουν περίπου το 30% του άνθρακα που στερεώνεται από τον αέρα στο έδαφος και ελπίζουν ότι τα φυτά θα αναπτυχθούν περίπου στο 70% της έκτασης όπου αναπτύσσονται σήμερα. Ιδιαίτερα χάρη στις υποβρύχιες και βαθύτερες ρίζες, τουλάχιστον μερικές από αυτές θα μπορούσαν να παραμείνουν για δεκαετίες.
Μέχρι στιγμής, η ομάδα έχει βρει δεκάδες γονίδια σε άλλα φυτά που πιστεύει ότι θα μπορούσαν να ενισχύσουν τα χαρακτηριστικά, και τώρα κάνουν μικρής κλίμακας πειράματα για να ελέγξουν εάν τα χρησιμοποιούν στις καλλιέργειες ή αλλάζουν τα ισοδύναμα γονίδια και οι καλλιέργειες μπορούν να λειτουργήσουν.
Ο στόχος είναι να διατεθούν τα εργοστάσια μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του ή στις αρχές της επόμενης και μια εταιρεία που ονομάζεται Cquesta δημιουργείται για να προωθήσει την εμπορευματοποίηση.
Εν τω μεταξύ, περίπου 500 μίλια βόρεια του Salk και όχι πολύ μακριά από το θερμοκήπιο της Living Carbon, βρίσκεται το IGI. Είναι μια προσπάθεια καλλιέργειας σε εξέλιξη, που ξεκίνησε πέρυσι και χρηματοδοτήθηκε με 11 εκατομμύρια δολάρια από την Πρωτοβουλία Chan Zuckerberg.
Ο στόχος είναι «να πάρουμε περισσότερο άνθρακα από την ατμόσφαιρα, να τον διοχετεύσουμε στο έδαφος και να προσπαθήσουμε να τον κρατήσουμε εκεί», λέει ο Brad Ringeisen, εκτελεστικός διευθυντής της IGI.
Και δεν ξεκινά από το μηδέν, αλλά συγκεντρώνει τη συνεχιζόμενη εργασία αρκετών ερευνητών στα ιδρύματα-εταίρους του IGI τόσο από τις ρίζες όσο και από τα φύλλα.
Άλλοι στη γενικότερη διαδικασία περιλαμβάνουν τη νεοφυή εταιρεία Wild Bio με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, ένα spin-out του Oxford Center for Plant Science Innovation του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, που ιδρύθηκε το 2021.
Ελπίζει να αλλάξει γενετικά τις καλλιέργειες για να παράγει περισσότερα τρόφιμα και να αφήσει πίσω του περισσότερο άνθρακα στο έδαφος, αντλώντας έμπνευση από φυτά στην άγρια φύση. Η νομοθεσία που ψηφίστηκε τον Μάρτιο, η οποία αφαιρεί καλλιέργειες που έχουν υποστεί γονιδιακή επεξεργασία μόνο από το ρυθμιστικό σύστημα για γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς στην Αγγλία θα βοηθήσει την εταιρεία, λέει ο συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος Ross Hendron.
Ο νέος νόμος επιτρέπει γενετικές αλλαγές σε φυτά καλλιεργειών που θα μπορούσαν να έχουν παραχθεί φυσικά ή με παραδοσιακή διασταύρωση, ενώ εξακολουθούν να ισχύουν αυστηρότεροι κανονισμοί για την εισαγωγή γενετικού υλικού από άλλα είδη.
«Σκληρό καρύδι» το διοξείδιο του άνθρακα
Ωστόσο, η εμπορική προώθηση αυτών των νέων υπερδύναμων εργοστασίων αντιμετωπίζει εμπόδια, ξεκινώντας με την απόδειξη ότι λειτουργούν στον πραγματικό κόσμο. Ενώ η Living Carbon μπορεί να σχεδιάζει να κλιμακώσει τη φύτευση, μένει να δούμε αν τα κέρδη δέσμευσης άνθρακα που παρατηρήθηκαν στις δοκιμές θερμοκηπίου μεταφράζονται εκτός, όπου συνθήκες όπως η θερμοκρασία, το διαθέσιμο νερό και τα θρεπτικά συστατικά δεν ελέγχονται, λένε οι ειδικοί.
Αυτή η περιβαλλοντική μεταβλητότητα μπορεί να κάνει μια «τεράστια διαφορά» στον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται τα πράγματα, λέει η Christine Raines, καθηγήτρια φυτικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Essex. Επίσης, προσθέτει, θα χρειαστεί χρόνος για να το δούμε, γιατί οι συνθήκες μπορούν να αλλάξουν αισθητά από το ένα έτος στο άλλο.
Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες. Διαπιστώθηκε, για παράδειγμα, ότι τα δέντρα που αναπτύσσονται τώρα σε θερμότερες συνθήκες λόγω της κλιματικής αλλαγής μεγαλώνουν πιο γρήγορα επειδή ούτως ή άλλως απορροφούν περισσότερο CO2 αν και η αντιστάθμιση είναι ότι μπορεί να πεθάνουν νωρίτερα.
Εν τω μεταξύ, το καμάρι της Salk, το suberin που διαφημίζεται ως αστέρι για τις δυνατότητές του να αποθηκεύει άνθρακα μακροπρόθεσμα στο έδαφος μπορεί να μην λειτουργήσει όπως ελπίζαμε. Ένα πιθανό πρόβλημα που επισημάνθηκε από τη Raines και άλλους είναι ότι το κλείδωμα του άνθρακα, θα μπορούσε να μειώσει ό,τι είναι διαθέσιμο για την καλλιέργεια σε απόδοση.
Άλλοι αμφιβάλλουν ότι η ανάπτυξη μιας τέτοιας τεχνολογίας είναι ο καλύτερος τρόπος να προχωρήσουμε. Δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι θα λειτουργήσει σε κλίμακα και μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες για να αναπτυχθεί, λένε αντίθετες ομάδες.
Το Friends of the Earth Europe λέει επίσης ότι κανείς δεν γνωρίζει τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της τροποποίησης των γονιδίων των δέντρων και των φυτών μέσω τεχνολογιών. Καλύτερα, λένε, να εστιάσουμε σε αυτό που έχει αποδεδειγμένα αποτελέσματα μείωσης των εκπομπών όπως η σημαντική αύξηση του αριθμού των δέντρων και η χρήση γεωργίας χαμηλής άροσης, η οποία μειώνει τη διαταραχή του εδάφους και έτσι προάγει την αποθήκευση άνθρακα στο έδαφος φυσικά.
Ωστόσο, για τους υποστηρικτές των υπερηλεκτρικών σταθμών για την άμεση αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, ο κόσμος δεν μειώνει τις εκπομπές με τον απαιτούμενο ρυθμό, και ακόμη και αν τις μειώσει στο μηδέν αύριο, θα πρέπει να αφαιρέσει τον άνθρακα.
Ο Hall προσθέτει ότι θα ήταν κρίμα να εμποδιστεί η ανάπτυξη της τεχνολογίας λόγω ανησυχιών σχετικά με τη γενετική τροποποίηση που δεν βασίζεται στην επιστήμη. «Βρισκόμαστε σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης για το κλίμα», επισημαίνει.
