بزرگنمايي:
آریا بانو - همانطور که می‌دانید درختان در تنفس زمین نقش شش را ایفا می‌کنند. با این حال انواعی از درختان نیز وجود دارند که با ساطع کردن گازهایی خاص نه تنها آلودگی هوا را به دنبال دارند؛ بلکه گاها به تغییر شرایط جوی نیز منجر می شوند. این معضل زیست محیطی بسیاری از کارشناسان و پژوهشگران را بر آن داشته تا به دنبال راه چاره باشند.
شاید برایتان جالب باشد اما راه حل پیشنهادی دانشمندان برای حل این معضل اصلاح ژنتیکی درختان می‌باشد. بر اساس تحقیقات صورت گرفته در ایالات آریزونا و ارگون مشخص شده است که درختان سپیدار گاز سمی ایزوپرن را از خود متصاعد می‌کنند. خوشبختانه کارشناسان امر موفق شده‌اند از طریق اصلاحات ژنتیکی بدون اینکه روند طبیعی رشد این گونه درختی را به مخاطره بیندازند آلودگی زیست محیطی را به کمترین حد ممکن برسانند.
شاید بخواهید بدانید چرا از میان این همه گونه درختی، روی درختان سپیدار دست گذاشته‌ایم. پاسخ این سوال ساده است، امروزه در سراسر جهان 9.4 میلیون هکتار از اراضی به کشت و پرورش درخت سپیدار اختصاص یافته است. اما چه عواملی باعث محبوبیت این درخت شده‌اند:
رشد سریع استفاده در صنعت کاغذ سازی استفاده در صنعت تخته سازی استفاده در تولید مبلمان و اثاثیه منزل شایان ذکر است که علاوه بر درخت سپیدار، درخت خرما و اوکالیپتوس نیز گاز ایزوپرن از خود متصاعد می‌کنند. دو دلیل عمده برای تولید این آلاینده توسط درختان عبارتند از:
دمای بالا خشکی هوا همزمان با بیرون دادن گاز ایزوپرن، شرایط نامطلوب فوق از روی درختان برداشته شده و درختان شروع به تولید مولکول‌های محافظتی می‌کنند. از طرفی با اینکه درختان نجات می‌یابند؛ اما گاز ایزوپرن به دلیل اینکه بسیار فرار است سریعا وارد هوا می‌شود. متأسفانه سالانه میلیونها تن گاز ایزوپرن وارد جو کره زمین می‌شود. در نتیجه ورود این گاز به جو و ترکیب آن با گازهای ناشی از دود اگزوز خودروها گاز اوزون تولید می‌شود. باید بدانید که گاز اوزون عمل تنفس را مختل می‌کند.
از دیگر معایب ورود گاز ایزوپرن به جو می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:
کاهش میزان تابش نور خورشید به سطح زمین (کمک به سرد شدن زمین) افزایش گرمای کره زمین افزایش میزان گاز متان در جو (کمک به گرمایش زمین) ایجاد بیماری‌های تنفسی به طور کلی تاثیر گرمایشی گاز ایزوپرن در جو زمین بسیار بیشتر از نقش سرمایشی آن است؛ به گونه‌ای که اگر بخواهیم بدترین پیامد وجود این گاز را نام ببریم باید کمک به گرمایش جهانی ناشی از آن اشاره کنیم.
اصلاح ژنتیکی درختان
پژوهشگران و دانشمندان در دانشگاه آریزونا، مرکز تحقیقات هلمهولتز در مونیخ، دانشگاه پورتلند و دانشگاه اورگون برای حل معضل فوق وارد همکاری با یکدیگر شده‌اند. این محققین موفق به انجام اصلاحاتی ژنتیکی بر روی درختان سپیدار شده اند. بدین منظور طی سه تا چهار سال درختان سپیدار پرورشی در ایالات اورگون و آریزونا را مورد بررسی قرار داده و موفق شدند برون فرست گاز ایزوپرن توسط این درختان را به حداقل یا صفر برسانند.
پژوهشگران مربوطه در خصوص نتیجه این اصلاحات ژنتیکی ادعا می‌کنند که برای فرایند تولید ایزوپرن در برگ درختان سپیدار از یک فرایند جایگزین استفاده کرده‌اند. طی این فرایند، تاثیری که گاز ایزوپرن برای کاهش شرایط نامطلوب جوی و محیطی وارد بر درختان می گذارد، انجام می‌شود. سرپرست گروه محققان مدعی آن است که درختان مورد
آزمایش حتی در نبود گاز ایزوپرن فرایند رشد و نمو خود را ادامه دادند. یعنی این درختان بر اثر فرایند جایگزین اصلاح ژنتیکی موفق شده‌اند بدون تولید گاز ایزوپرن فشارهای ناشی از گرما و خشکسالی را تحمل کنند.
ابزارهای به کار رفته در اصلاح ژنتیکی درختان
پژوهشگرانی که مسئولیت انجام اصلاح ژنتیکی درختان سپیدار را در این
آزمایش مشترک بر عهده داشتند از یک ابزار مهندسی
ژنتیک به نام دستکاری RNA استفاده کردند. وظیفه RNA این است که دستورالعمل کد پروتئین را از DNA هر سلول که نشانگر کد ژنتیکی هر اندام است از جایی به جای دیگر منتقل نماید. انجام فرایند استفاده از ابزارهای ژنتیکی جهت اصلاح درختان و همچنین تحلیل پروتئینی بر عهده دانشمندان مرکز تحقیقات هلمهولتز در مونیخ آلمان بود.
این محققین معتقدند که ابزار دستکاری RNA همچون یک فرایند واکسیناسیون عمل می‌کند. این ابزار مکانیزم‌های طبیعی و خاصی را مورد هدف قرار می‌دهد که خود هدف‌های خاصی نیز دارند مثل RNA ویروس‌ها. البته می‌توان از این شیوه در روشهای
سنتی پرورش درختان استفاده کرد. هرچند شیوه‌های
سنتی از اثربخشی و دقت کمتری برخوردار خواهد بود. لازم به ذکر نیست که برای فردی که وظیفه پرورش درختان را بر عهده دارد بررسی مجدد جرم پلاسمای همه درختان و در نتیجه کنار گذاشتن پرمحصول‌ترین گونه‌های زراعی از کابوس هم بدتر است. علاوه بر این روش‌ها می‌توان از روش بهتری چون فناوریهای جدیدی مانند CRISPR استفاده نمود. این فناوری نوین اطلاعات دقیق‌تری در خصوص DNA هر کد ژنتیکی به دست می‌دهند.
سازگاری در نتیجه اصلاح ژنتیکی
علاوه بر یافته‌های تحقیقاتی فوق در خصوص مزایای زیست محیطی اصلاح ژنتیکی درختانی چون سپیدار، اوکالیپتوس و خرما یک مسئله دیگر وجود دارد که شاید برایتان جالب توجه باشد. تحقیقات بیشتر در این حوزه ثابت کرده است که درختان پس از طی فرایند اصلاح ژنتیکی رفته رفته با شرایط عدم برون فرست ایزوپرن سازگار می‌شوند. در نتیجه این سازگاری طبیعی، رشد گیاهان در دمای کمتر و رطوبت بیشتری صورت می‌گیرد. بنابراین این سازگاری بیش از هرچیزی باعث خنک شدن کره زمین و کاهش آسیب های زیست محیطی خواهد گشت. یعنی چرخه طبیعی رشد گونه‌های اصلاحی در زمانی که تقریبا هیچ نیازی به اثرات ایزوپرن نیست در راستای تولید زیست توده‌های بیشتر ادامه خواهد یافت.
همچنین از دیگر نتایج این تحقیقات می‌توان به نقش سازگار ایزوپرن در جنگال‌های طبیعی اشاره نمود. یعنی زمانی که حفاظت در راستای افزایش عمر در زمان بروز فشارهای جوی میان فصلی بسیار مهم‌تر از فرایندهایی است که در اوایل فصل باعث افزایش رشد درختان می‌شوند.
به طور کلی تحقیقات صورت گرفته در خصوص کاهش آلاینده‌های زیست محیطی در اثر اصلاحات ژنتیکی با نتایج بسیار مطلوبی همراه بوده‌اند. کسی چه می‌داند شاید در آینده کوتاه محققین موفق شدند پایداری زیست محیطی را که یکی از اهداف مهم صنعت کشت و زرع است محقق سازند.