Pentru foarte multe dintre popoarele în curs de dezvoltare de pe glob, penuria de apă este o problemă de viață și de moarte, apa fiind cea care face diferența dintre prosperitate și sărăcie. În momentul de față, peste un miliard de oameni din întreaga lume nu are acces rezonabil la apa potabilă, ceea ce cauzează milioane de decese în fiecare an, estimările arătând că, la fiecare 17 secunde, un copil moare din cauza dezinteriei, potrivit unui articol din PHYS.ORG, publicat de jurnalistul Rupesh Paudyal. Iar, toate aceste tehnologii au aplicabilitate directă și în culturile de seră, acolo unde problema costurilor este primordială.

Doar 0,5 %

Având în vedere toate acestea, specialiștii încearcă să găsească rapid o soluție la utilizarea globală a apei, înainte ca deficitul de apă să devină o cauză majoră a conflictelor internaționale. Marea majoritate a apei de pe bătrâna noastră planetă se găsește în oceane. Doar 3% este proaspătă și poate fi folosită pentru agricultură și băuturi și, în orice caz, cea mai mare parte a acesteia este ”stocată” în ghețari. Aceasta înseamnă că doar 0,5% din apa Pământului este accesibilă și, din acest motiv, mai mult de două treimi sunt utilizate în agricultură.

Dacă se va reduce consumul de apă, trebuie să ne concentrăm asupra faptului că fermele vor fi mai durabile și mai eficiente. În condițiile în care populația globală este în continuă creștere, va trebui să producem tot mai multe culturi care utilizează mai puțină apă, în mai puține terenuri agricole.

La nivel mondial, în prezent se utilizează doar o treime (37%) din terenul care ar putea fi folosit pentru cultivarea culturilor. Sunt disponibile terenuri agricole potențiale, dar nu sunt dezvoltate din cauza lipsei infrastructurii, a pădurilor sau a conservării. Lipsa de teren nu este marea problemă a planetei, dar apa este!

Mai este de actualitate agricultura tradițională?

Întrebarea primordială pe care și-o pun specialiștii este aceea de a găsi o soluție să crească mai multe culturi, folosind, în schimb, o cantitate mult mai mică de apă. O opțiune ar fi găsirea unei modalități durabile de a elimina sarea din rezervele existente pe planetă, care sunt, în esență, infinite, astfel încât apa din mare să poată fi folosită. Astăzi, o fermă din Australia utilizează energia solară pentru a extrage sarea din apa din mare și a crea în acest fel apă potabilă, proaspătă, care să poată fi folosită pentru cultivarea culturilor din serele mari. Astfel de ferme se bazează pe suprafețe ”goale”, unde plantele sunt cultivate cu ajutorul sistemelor hidroponice, care nu necesită sol.

Cultivarea acestor plante pe tot parcursul anului ar reduce considerabil utilizarea apei dulci, în regiunile fierbinți și uscate, dar problema care se pune este legată de costul de înființare a acestor sere. Este evident faptul că deficitul de apă ar fi mult mai mic, dacă fermierii ar putea folosi, pur și simplu, mai puțină apă pentru culturile lor, dar să aibă totuși, același randament agricol. Pare ușor de zis și greu de făcut, dar acest lucru este deosebit de important, mai ales în zonele predispuse la secetă.

În această situație, nu este greu de înțeles de ce oamenii de știință din întreaga lume sunt preocupați de a identifica genele care ar permite plantelor să crească în condiții uscate și aride. De exemplu, care ar fi soluția pentru a face orezul să crească pe un sol uscat, în condițiile în care acum, este absolut necesară irigarea acestuia? Oare ar putea fi rezolvat ”misterul” plantelor de deșert care au calitatea să știe cum să rețină umiditatea și să facă față căldurii, astfel încât aceste ”calități” să fie aplicate și restul plantelor? Odată ce ar fi identificate secretele de toleranță la secetă, în cazul plantelor, acestea ar putea fi reproduse la scară largă și introduce în culturi, cu ajutorul ingineriei genetice, ceea ce nu ar implica injectarea alimentelor cu toxine, cum ar putea susține nespecialiștii.

Culturi tolerante la secetă

În decursul timpului, agricultorii au crescut, în mod tradițional, cultururile tolerante la secetă, apelând la un proces lent și dureros de selecție a plantelor, iar rezultatele s-au văzut peste generații de recoltă. Ceea ce, în cazul apelării la ingineria genetică, ar dura mult mai puțin timp, iar rezultatele s-ar vedea imediat! Un studiu recent a identificat diverse sisteme de arhitectură a rădăcinilor, în cazul unor soiuri de năut. Rezultatul studiilor viitoare, care deja se efectuează acum, speră să identifice genele care fac ca rădăcinile să fie eficiente în captarea apei și nutrienților din solurile uscate. Odată ce un factor genetic este identificat, oamenii de știință ar fi capabili să livreze direct gena care ajută plantele să capteze mai multă apă, din solurile uscate.

Un factor cheie pentru toleranța la secetă a plantelor este acidul abscisic al hormonului de plantă (ABA), care crește eficiența apei în tulpină. Acidul abscisic este un inhibator natural important, larg răspândit în organismele vegetale, care, împreună cu substanţele stimulatoare de creştere, în special cu auxinele, giberelinele şi citochininele, reglează procesele de creştere şi dezvoltare ale plantelor (BONNER şi colab.). Aceste inhibator engogen are o activitate biologică foarte puternică. El este iniţiatorul şi ,,controlorul” proceselor de îmbătrânire la plante. Inhibă creşterea şi dezvoltarea plantelor, grăbeşte abcizia sau căderea fructelor şi a frunzelor, determină repausul mugurilor şi al seminţelor, închiderea şi deschiderea stomatelor etc. Totodată, inhinbă biosinteza acizilor nucleici şi a proteinelor și opreşte germinaţia seminţelor şi pornirea mugurilor în vegetaţie.

Ingineria genetică și eșecul în comunicare

Descoperirea acidului abscisic s-a datorat unor cercetători independente efectuate în principal de două colective de cercetare: unul, în S.U.A. condus de F.T. ADDICOTT şi colab, iar celălalt în Anglia, condus de P.F. WAREING şi colab.. Colectivul din S..U.A. a lucrat în principal pe bumbac, iar acest colectiv a extras din capsule mature de bumbac un compus cristalin, cu structură nedeterminată, denumit abscisin I, care accelerează abscizia frunzelor. Ulterior, acelaşi colectiv a descoperit un nou inhibitor endogen, în fructele tinere (necoapte), denumit abscisin II, care accelerează abscizia fruntelor şi produce căderea fructelor tinere. Proprietăţile fizice şi chimice, precum şi formula moleculară (C15H20O4) a acestui compus au fost determinate de OHKUMA şi colaboratorii.Totuși, ABA reduce și eficiența fotosintezei, care reduce pe termen lung creșterea plantelor și, ca urmare, randamentele culturilor scad.

Dar plantele nu au avut dintotdeauna acest ”inconvenient”. Culturile moderne se pare că au pierdut o genă cheie, care a permis plantelor timpurii să nu tolereze deshidratarea extremă. Acest lucru a permis plantelor timpurii să colonizeze pământul,  în urmă cu aproximativ 500 de milioane de ani. Aceasta este marea provocare pentru oamenii de știință din agricultură. Pentru a institui culturi care pot fi cultivate cu irigare minimă și care, în cele din urmă, vor ajuta la reducerea deficitului de apă, va trebui să fie redescoperite sistemele de toleranță la deshidratare, pe care multe plante le-au pierdut, mai ales în culturile de seră, contribuind masiv la diminuarea costurilor.

Ingineria genetică rămâne controversată, deși cercetările științifice extinse arată că toate culturile GE disponibile pe piețe sunt sigure pentru consum. Acest lucru pare să fie parțial doar un eșec de comunicare. Dar, în realitate, vom avea nevoie să folosim toate tehnologiile disponibile pentru noi, iar culturile GE au un potențial prea mare pentru a fi ignorate!