علماء الوراثة يحولون الأشجار مصدراً للوقود الحيوي

يسعى الاختصاصيون في علوم الجينات إلى إعادة تصميم التركيب الوراثي الجيني للأشجار بحيث تتحوّل إلى مصدر جديد للطاقة! ويستخدم هؤلاء تقنيات متقدمة في الهندسة الجينية لإحداث تغيير في تركيبة الخشب. وفي المقابل، تثير تلك التقنيات الكثير من الجدال حولها.
ويركز أولئك الاختصاصيون على تقليص كمية مادة"الليغنين"في السيللولوز، وهو النسيج الأساسي في الأشجار، ما يحوّل أخشابها إلى وقود حيوي هو الإيثانول Ethanol. ويغطي الليغنين السيللولوز الذي يتركّز في جدار الخلية، فيصبح من الصعب تفكيكه وجعله سكراً بسيطاً من الممكن تحويله إلى إيثانول.
وطوّر البروفسور فينسينت ل. شيانغ، المدير المساعد في"مجموعة التكنولوجيا البيولوجية للغابات"في جامعة"نورث كارولاينا"، أشجاراً مُعدّلة وراثياً تحتوي على نصف كمية مادة الليغنين الموجودة في الأشجار الطبيعية.
وفي المقابل، يعتبر بعض علماء البيئة أن عملاً مماثلاً قد يكون خطراً لأن مادة"الليغنين"تعطي الأشجار صلابة بنيتها، وتزيد من مقاومتها للحشرات. ويقرّ بعض العلماء الذين يعملون على تغيير تركيبة الخشب بهذا الأمر. وفي هذا الصدد، أعلن شارون مانسفيلد، وهو أستاذ مساعد في"علم الخشب"في جامعة"بريتيش كولومبيا"أنه"لو كانت الأشجار قادرة على العيش في هذه الظروف لكانت الطبيعة اختارت الأشجار التي تحتوي على كمية أقل من مادة الليغنين".
وكذلك أعلنت سوزان ماك كورد، المديرة التنفيذية في"معهد التكنولوجيا البيولوجية للغابات"، ومقره مدينة"رالاي"في ولاية"نورث كارولاينا"أنها تعتقد بأن"الناس لن ينظروا إلى تلك الأشجار المُعدّلة وراثياً كمصدر للمحاصيل".
وفي المقابل، يقترح بعض العلماء تعديلاً وراثياً مزدوجاً للأشجار، بحيث تعطي السيللولوز القابل للتحوّل وقوداً، إضافة إلى رفع قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، فتساعد بالتالي على مكافحة الاحتباس الحراري.
الأساس العلمي للوقود"الأشجاري"
ترتكز محاولة استخراج الإيثانول من الخشب المُعدّل وراثياً، على التدخل في العملية التي تصنع بواسطتها الشجرة"الليغنين"وپ"السيللولوز".
ويتبعون في ذلك غير طريقة. وفي إحداها، يتدخل العلماء في الجينات المسؤولة عن إنتاج الأنزيم الذي يكوّن مادة"الليغنين". ويوقفون عمل تلك الجينات، ما يقلل من انتاج ذلك الأنزيم وتالياً"الليغنين". وتستطيع هذه الطريقة خفض كمية"الليغنين"إلى الن صف.
وتنتقد آن بيترمان، زعيمة حملة وقف هندسة الأشجار جينياً، هذا المسعى"إذ تعتبر"ان الشركات تستغل المخاوف العامة إزاء الطاقة لبيع هذه التكنولوجيا المثيرة للجدال". ومن المعروف أن الشركة الأميركية الوحيدة التي لا تزال تعتمد الهندسة الجينية لغابات الأشجار بقوة، هي شركة"أربورجين". ومع أنها شركة صغيرة، فأنها تتمتع بدعم من 3 شركات تتعامل مع منتجات الأحراج هي:"إنترناشينول بايبر"وپ"ميدوسيتافكو"وپ"روبيكون"، وتتخذ من نيوزيلاند مقراً لها. وتُعدّل شركة أربورجين مقرها في مدينة"سامرفيل" شجرة الكينا التي تحتوي أصلاً على كمية ضئيلة من مادة"الليغنين". وتسعى لنشر تلك الأشجار في أميركا الجنوبية، التي تعتبر ميداناً مفتوحاً لشركات الورق والوقود الحيوي.
وتطرح أشجار الغابات التي تستطيع العيش من دون اهتمام المزارعين، أسئلة عميقة عن تعديلها جينياً. فمثلاً، تشير عالمة البيولوجيا كلير ويليامز إلى أن الهواء قد يحمل لقاح بعض الأشجار، كالصنوبر، لمئات الأميال. وإذا جاء اللقاح من أشجار عُدّلت بحيث تحتوي على كميات خفيضة من"الليغنين"، فإن ذلك يعني انتشارها وتلاقحها مع بقية الأشجار البريّة. والنتيجة؟ غابات أشجار ضعيفة لا تقوى على مقاومة الحشرات، فتذوي"ما يحمل كابوس فناء جماعياً للغابات!
وتلفت ويليامز أيضاً إلى أن حياة الأشجار الطويلة لم تسمح للعلماء حتى الآن بتقويم عواقب التعديل الجيني. فمثلاً، تحتاج شجرة الصنوبر إلى 25 سنة لتبدأ في إعطاء الثمار. وفي المقلب الآخر من هذا المشهد، يعلن ريتشارد ميلان، أستاذ مساعد في علم وظائف فيزيولوجيا الأشجار في جامعة"بيرديو"الأميركية، "ان التعديل الوراثي هو الطريقة الوحيدة لتأهيل الأشجار لكي تستخدم في إنتاج الطاقة".
وعلى عكسه كلياً، يؤكد ستيفن ستراوس، أستاذ في علم الغابات في جامعة"أوريغون"، أنجز تجارب ميدانية على الأشجار المعدلة وراثياً،"ان اللعب بالتكوين الوراثي للأشجار بهذه الطريقة، يجب ألاّ يجري بالاعتماد على نتائج جزئية لتجارب المختبر"، كما تقترح الشركات راهناً. وفي سياق متصل، يشير جيفري بيدرسون، الباحث الأميركي في علم الوراثة، إلى احتمال حدوث تكيّف طبيعي في الأشجار المُعدّلة التي تحتوي على نسبة خفيضة من"الليغنين"، ولكنه يرى أن ذلك الأمر يحتاج إلى بحوث أوسع. ويضيف شيانغ، الذي يعمل لمصلحة شركات استخراج الإيثانول من الأشجار المعدّلة جينياً، بعداً آخر إلى ذلك النقاش بإشارته إلى إجراء اختبارات ميدانية حالياً خارج الولايات المتحدة من جانب شركات لا تريد الكشف عن هويتها!
وفي سياق مماثل، تؤكد شركة"أربورجين"أنها تهدف الى تقليص مادة"الليغنين"بنسبة لا تزيد على 20 في المئة، لتحاشي إضعاف الأشجار.
وعوضاً عن تقليص مادة"الليغنين"، يحاول الباحثون في جامعة"بيرديو"سلوك درب مغاير. وتشير كلينت شابل عالمة في كيمياء الأشجار، إلى أن من الممكن صنع مادة الليغنين من خليط يتألف من نوعين من الكحول. وتقترح إحداث تعديل جيني يسمح للخليط بالحلول"الليغنين"، ما يسهل عملية الحصول على الإيثانول.
ويذهب ميلان لحد اقتراح البحث عن أشجار طبيعية في البرية تحتوي أخشابها على الخليط الكحولي، ثم العمل على مكاثرتها، ما يلغي الحاجة إلى التلاعب.
القسم العلمي - بالتعاون مع مركز الترجمة في دار "الحياة"