يبدو أن الدكتور فوربانك قادر على مساعدة العالم على التغلب على أزمة نقص الغذاء التي تلوح في الأفق بسبب تغير المناخ الذي أدى إلى ارتفاع درجات الحرارة وتفاقم الجفاف وتغير أنماط هطول الأمطار، والذي يهدد قدرة الزراعة على إطعام العالم.
الدكتور فوربانك هو مدير مركز ARC للتركيب الضوئي، وهي شركة تضم خبراء من عدة جامعات أسترالية ووكالة الأبحاث الحكومية الوطنية الرائدة، بالتعاون مع علماء من الجامعات والمختبرات الخاصة في جميع أنحاء العالم، يهدف المركز إلى إيجاد حل جريء لأزمة الغذاء الوشيكة، كم خلال جعل المحاصيل أكثر فعالية في عملية التمثيل الضوئي.
الطبيعة والكون.
التمثيل الضوئي هو العملية الحيوية لجميع أشكال الحياة على الأرض، حيث تستخدم النباتات أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج السكريات والأكسجين.
يتوقع علماء فيزيولوجيا المحاصيل أنه إذا استطاعوا تحسين كفاءة النبات بنسبة 5٪ ، فيمكنهم زيادة إنتاجية معظم المحاصيل بنسبة 20٪.
وسيساعد هذا كثيرا في إطعام سكان العالم، الذين يتوقع أن ينمووا عددهم من 7.5 مليار اليوم إلى 10 مليارات شخص بحلول عام 2050، ويقول العلماء إنه من المتوقع أن تزداد غلة المحاصيل بنحو 70٪ أو أكثر لتلبية الطلب العالم.
بين عامي 1960 و 2010، زاد إنتاج الغذاء العالمي بنسبة 175 ٪، وذلك بفضل سلسلة من الابتكارات الزراعية المعروفة باسم “الثورة الخضراء”، فمن خلال زراعة الحبوب عالية الغلة وتكرير استخدام الأسمدة النيتروجينية وتحسين تقنيات الري، ساهم القطاع الزراعي في الحد من الجوع في العالم حيث تضاعف عدد سكان العالم بسرعة.
ومع ذلك، مع اقتراب أساليب الثورة الخضراء من حدودها البيولوجية الواضحة في السنوات الأخيرة، فقد عانت المحاصيل الزراعية العالمية من الركود، وفي الوقت نفسه، كان للزراعة الحديثة تأثير مدمر على الكوكب من خلال انبعاثات غازات الدفيئة، وتلوث الأسمدة النيتروجينية، وتدهور الأراضي، وهلم جرا.
يتوقع الخبراء أنه في العقود القادمة سيتعين على الباحثين زراعة منتجات يمكن أن توفر محصولا غير مسبوق في ظروف صعبة بشكل متزايد ولا يمكن التنبؤ بها، مع وجود موارد أقل – الأرض والمياه والأسمدة – من خلال مقارنة مع الأصناف الحالية.
هناك أكثر بكثير من المواد الغذائية المعرضة للخطر، ويرى الخبراء أن تأثير تغير المناخ على الزراعة يساهم بالفعل في الأزمات العالمية.
وقال رئيس معهد نظم إنجلترا الجديدة “Yaneer Bar-Yam”: “نقص الغذاء وفشل المحاصيل الناجم عن الجفاف وأسباب أخرى في الشرق الأوسط وأمريكا الوسطى ربما ساهما في تدفق اللاجئين إلى أوروبا والولايات المتحدة”. .
في أستراليا، يمكن لعلماء الزراعة تزويد مجتمع الزراعة العالمي بمعلومات قيمة حول كيفية حصاد المحاصيل الناجحة في مناخ معادٍ بشكل متزايد.
وقال نيك أوستن مدير التنمية الزراعية في مؤسسة بيل وميليندا غيتس في سياتل، التي تستثمر 400 مليون دولار سنويا في القطاع الزراعيفي جميع أنحاء العالم: “باعتبارها القارة الأكثر جفافا، فإن الكثير مما تم تعلمه في أستراليا سيكون ذا صلة بالدول الأخرى التي تواجه ظروفا زراعية أكثر دفئا وأكثر تقلبا.
تقوم شركة “Grains Research & Development Corporation” التابعة للحكومة الأسترالية بتخصيص جزء كبير من ميزانيتها البحثية البالغة 200 مليون دولار نحو تنمية المحاصيل المقاومة للمناخ، وتستمد الشركة غالبية تمويلها من ضريبة على إنتاج المزارعين، الأمر الذي يشجع المشاريع التي ستزيد الغلات.
على صعيد التمثيل الضوئي، يسعى العلماء الأستراليون إلى تحسين أداء أنزيم تثبيت ثاني أكسيد الكربون الأكثر انتشارا في الطبيعة، وهو RuBisCo، الضروري لهذه العملية.
اكتشف الباحثون الأستراليون في الستينيات من القرن الماضي أن بعض النباتات، بما في ذلك الذرة وقصب السكر، تساعد روبيكو على العمل بكفاءة أكبر، مما يسمح لتلك المحاصيل بالنمو في بيئات أقل تسامحا.
إذا تمكن الدكتور فوربانك والعديد من زملائه ونظرائه في جميع أنحاء العالم من هندسة المحاصيل عالية الطلب مثل الفول والأرز والقمح والبطاطس لتعمل بشكل مماثل، يمكن للعلماء من الناحية النظرية تحسين غلة هذه المحاصيل مع تقليل الطلب على الأسمدة والمياه.
يأمل فرق البحث من 12 مؤسسة في ثماني دول، بما في ذلك أستراليا، الذين يتعاونون في مشروع C4 Rice C الممول من مؤسسة Gates، تحقيق هذه المهمة في الأرز الجاهز للزراعة الحقلية في أوائل 2030.
روبرت شاروود، باحث في مركز الدكتور فوربانك، يعمل على الذرة مع ديفيد بي. ستيرن، رئيس معهد بويس تومبسون وعالم الأحياء النباتية في جامعة كورنيل.
إنهم يقودون جهودا بحثية دولية حققت نجاحا مبكرا في زيادة مستويات rubisco في الذرة – وفي النهاية إنتاجية المحصول، وفقا لما جاء في بحثهم الصادر عام 2018 في نباتات الطبيعة.
يعد القمح، الذي يغطي مساحة أكبر من الأراضي مقارنة بأي محصول عالمي ويوفر 20 في المائة من جميع السعرات الحرارية والبروتين الذي يستهلكه الناس في جميع أنحاء العالم، محوراً رئيسياً للبحث الدولي في زيادة الغلات.
تمثل صناعة القمح في أستراليا والتي تبلغ تكلفتها 6 مليارات دولار مصدر حوالي 8 في المائة من الصادرات العالمية من الحبوب، مما يجعل حصاد البلاد عاملا هاما في استقرار الأسواق العالمية.
في زيارة قام بها مؤخرا إلى مركز ARC، عرض الدكتور شاروود والدكتور فوربانك مجموعة من الابتكارات التي تسمح لهما بزراعة المحاصيل في البيئات التي تحاكي الظروف المناخية المستقبلية والأجهزة التي تقيس وتراقب نمو المحاصيل عن كثب.
يمكن أن تساعد البيانات الغنية التي تجمعها هذه الأجهزة المنتجين على تحديد أصناف المحاصيل الواعدة وتوجيه عملية اتخاذ القرارات، من خلال تحديد الكمية الدقيقة من الأسمدة أو مبيدات الآفات أو الري اللازمة.
استكمالا لبحث التمثيل الضوئي، يحرز Surinder Singh و Thomas Vanhercke من منظمة البحوث العلمية والصناعية التابعة للكومنولث، الوكالة البحثية الحكومية الأولى، تقدما في المحاصيل الهندسية التي يمكن أن تنتج ما يصل إلى 30 في المئة من وزنها في النفط، وبالتالي تقدم بديلا مستداما للزراعة المدمرة بيئيا لزيت النخيل.
في معرض تناول مجموعة متنوعة من التجارب الجارية في هذه الزاوية من أستراليا وحول العالم، قال الدكتور فوربانك: “لا أعتقد أنه سيكون هناك حل تكنولوجي واحد لأي من هذا، نحن نحتاج إلى عمل منسق عبر عدد من الجبهات “.
