Vergeleken met genetisch bewerkte baby's in China en ambitieuze projecten om wolharige mammoeten te redden van uitsterven, biotech-bomen klinken misschien behoorlijk tam.

Maar het vrijgeven van genetisch gemanipuleerde bomen in bossen om bedreigingen voor de gezondheid van bossen tegen te gaan, vormt een nieuwe grens in de biotechnologie. Zelfs nu de technieken van de moleculaire biologie gevorderd zijn, mensen hebben nog geen genetisch gemanipuleerde plant vrijgegeven die bedoeld is om zich te verspreiden en te blijven bestaan ​​​​in een onbeheerde omgeving. Biotechbomen – genetisch gemanipuleerd of genetisch bewerkt – bieden precies die mogelijkheid.

Eén ding is duidelijk:de bedreigingen voor onze bossen zijn talrijk, en de gezondheid van deze ecosystemen verslechtert. Een beoordeling van 2012 door de U.S. Forest Service schatte dat bijna 7 procent van de bossen in het hele land tegen 2027 het risico loopt ten minste een kwart van hun boomvegetatie te verliezen. Deze schatting klinkt misschien niet al te zorgelijk, maar het is 40 procent hoger dan de vorige schatting die slechts zes jaar eerder werd gemaakt.

in 2018, op verzoek van verschillende Amerikaanse federale agentschappen en de U.S. Endowment for Forestry and Communities, de Nationale Academies van Wetenschappen, Engineering, en Geneeskunde vormden een commissie om "het potentiële gebruik van biotechnologie te onderzoeken om de bedreigingen voor de gezondheid van bosbomen te verminderen." Experts, mij inbegrepen, een sociaal wetenschapper gericht op opkomende biotechnologieën, gevraagd om "de ecologische, ethisch, en sociale implicaties van de toepassing van biotechnologie in bossen, en het ontwikkelen van een onderzoeksagenda om kennislacunes aan te pakken."

Onze commissieleden kwamen van universiteiten, federale agentschappen en NGO's en vertegenwoordigden een reeks disciplines:moleculaire biologie, economie, bosecologie, wet, bomen fokken, ethiek, populatiegenetica en sociologie. Al deze perspectieven waren belangrijk om rekening te houden met de vele aspecten en uitdagingen van het gebruik van biotechnologie om de gezondheid van bossen te verbeteren.

Een crisis in Amerikaanse bossen

Klimaatverandering is slechts het topje van de ijsberg. Bossen worden geconfronteerd met hogere temperaturen en droogtes en meer plagen. Terwijl goederen en mensen zich over de wereld verplaatsen, nog meer insecten en ziekteverwekkers liften onze bossen in.

We hebben ons gericht op vier casestudies om de omvang van bosbedreigingen te illustreren. De smaragdgroene essenboorder kwam uit Azië en veroorzaakt ernstige sterfte bij vijf soorten essen. Voor het eerst ontdekt op Amerikaanse bodem in 2002, het had zich vanaf mei 2018 verspreid naar 31 staten. Whitebark pine, een hoeksteen en fundamentele soort in grote hoogten van de VS en Canada, wordt aangevallen door de inheemse bergdenkever en een geïntroduceerde schimmel. Meer dan de helft van de whitebark-den in het noorden van de VS en Canada is gestorven.

Populieren zijn belangrijk voor oeverecosystemen en voor de bosbouwproductenindustrie. Een inheemse schimmelpathogeen, Septoria musiva, is begonnen naar het westen te trekken, aanvallen van natuurlijke populaties van zwarte cottonwood in Pacific Northwest-bossen en intensief gecultiveerde hybride populieren in Ontario. En de beruchte kastanjeziekte, een schimmel die eind 1800 per ongeluk vanuit Azië in Noord-Amerika werd geïntroduceerd, vernietigde miljarden Amerikaanse kastanjebomen.

Kan biotech te hulp schieten? Zou het?

Het is ingewikkeld

Hoewel er veel potentiële toepassingen van biotechnologie in bossen zijn, zoals het genetisch manipuleren van insectenplagen om hun populaties te onderdrukken, we hebben ons specifiek gericht op biotech-bomen die bestand zijn tegen plagen en ziekteverwekkers. Door genetische manipulatie, bijvoorbeeld, onderzoekers konden genen inbrengen, van een vergelijkbare of niet-verwante soort, die een boom helpen een insect of schimmel te verdragen of te bestrijden.

Het is verleidelijk om aan te nemen dat het geroezemoes en het enthousiasme voor het bewerken van genen garant staan ​​voor snelle, eenvoudige en goedkope oplossingen voor deze problemen. Maar het maken van een biotechboom zal niet eenvoudig zijn. Bomen zijn groot en hebben een lange levensduur, wat betekent dat onderzoek om de duurzaamheid en stabiliteit van een geïntroduceerde eigenschap te testen duur zal zijn en tientallen jaren of langer zal duren. We weten ook lang niet zoveel over de complexe en enorme genomen van bomen, vergeleken met laboratoriumfavorieten zoals fruitvliegjes en de mosterdplant, Arabidopsis .

In aanvulling, omdat bomen in de loop van de tijd moeten overleven en zich moeten aanpassen aan veranderende omgevingen, het is essentieel om hun bestaande genetische diversiteit te behouden en op te nemen in elke "nieuwe" boom. Door evolutionaire processen, boompopulaties hebben al veel belangrijke aanpassingen aan verschillende bedreigingen, en die verliezen kan rampzalig zijn. Dus zelfs de chicste biotech-boom zal uiteindelijk afhangen van een doordacht en weloverwogen fokprogramma om op lange termijn te overleven. Om deze redenen, de Nationale Academies van Wetenschappen, Engineering, en Geneeskundecommissie beveelt aan om niet alleen meer te investeren in biotechnologisch onderzoek, maar ook in de boomteelt, bosecologie en populatiegenetica.

Toezichtsuitdagingen

De commissie constateerde dat het U.S. Coordinated Framework for the Regulation of Biotechnology, die federaal toezicht op biotechnologische producten verdeelt onder instanties zoals EPA, USDA en FDA, is niet volledig voorbereid om de introductie van een biotech-boom te overwegen om de gezondheid van bossen te verbeteren.

Het duidelijkst, regelgevers hebben altijd de insluiting van stuifmeel en zaden geëist tijdens biotechnologische veldproeven om het ontsnappen van genetisch materiaal te voorkomen. Bijvoorbeeld, de biotech kastanje mocht niet bloeien om te voorkomen dat tijdens veldproeven transgeen stuifmeel over het landschap zou waaien. Maar als biotechbomen bedoeld zijn om hun nieuwe eigenschappen te verspreiden, via zaden en stuifmeel, om resistentie tegen plagen te introduceren in landschappen, dan zullen studies van wilde reproductie nodig zijn. Deze zijn momenteel niet toegestaan ​​totdat een biotech-boom volledig is gedereguleerd.

Een andere tekortkoming van het huidige kader is dat voor sommige biotechbomen helemaal geen speciale beoordeling nodig is. de USDA, bijvoorbeeld, werd gevraagd om een ​​loblolly-den te overwegen die genetisch gemanipuleerd was voor een grotere houtdichtheid. Maar omdat de regelgevende autoriteit van USDA voortkomt uit haar toezicht op de risico's van plantenplagen, het besloot dat het geen regelgevende autoriteit had over die biotech-boom. Soortgelijke vragen blijven over organismen waarvan de genen zijn bewerkt met behulp van nieuwe tools zoals CRISPR.

De commissie merkte op dat de Amerikaanse regelgeving er niet in slaagt om een ​​alomvattende beschouwing van de gezondheid van bossen te bevorderen. Hoewel de Wet milieubeleid soms helpt, sommige risico's en veel potentiële voordelen zullen waarschijnlijk niet worden geëvalueerd. Dit is het geval voor biotech-bomen en andere instrumenten om plagen en ziekteverwekkers tegen te gaan, zoals het kweken van bomen, pesticiden en terreinbeheerpraktijken.

Hoe meet je de waarde van een bos?

De Nationale Academies van Wetenschappen, Engineering, en Medicine-rapport suggereert een kader voor "ecosysteemdiensten" voor het overwegen van de verschillende manieren waarop bomen en bossen waarde bieden aan mensen. Deze variëren van de winning van bosproducten tot het gebruik van bossen voor recreatie tot de ecologische diensten die een bos biedt:waterzuivering, soortenbescherming en koolstofopslag.

De commissie erkende ook dat sommige manieren om het bos te waarderen niet passen in het kader van ecosysteemdiensten. Bijvoorbeeld, als door sommigen wordt gezien dat bossen "intrinsieke waarde hebben, "dan hebben ze waarde op zich, afgezien van de manier waarop mensen ze waarderen en misschien een soort morele verplichting impliceren om ze te beschermen en te respecteren. Kwesties van "wildheid" en "natuurlijkheid" komen ook aan de oppervlakte.

Wild natuur?

Paradoxaal genoeg, een biotech-boom kan de wildheid vergroten en verkleinen. Als wildheid afhangt van een gebrek aan menselijk ingrijpen, dan zal een biotech-boom de wildheid van een bos verminderen. Maar misschien zou een conventioneel gefokte, hybride boom die opzettelijk in een ecosysteem is geïntroduceerd.

Wat zou de wildheid meer verminderen:de introductie van een biotech-boom of de uitroeiing van een belangrijke boomsoort? Er zijn geen goede of foute antwoorden op deze vragen, maar ze herinneren ons aan de complexiteit van beslissingen om technologie te gebruiken om 'natuur' te verbeteren.

Deze complexiteit wijst op een belangrijke aanbeveling van de National Academies of Sciences, Engineering, en medicijnrapport:dialoog tussen experts, belanghebbenden en gemeenschappen over hoe bossen te waarderen, de risico's en potentiële voordelen van biotech beoordelen, en complexe publieke reacties op mogelijke interventies te begrijpen, inclusief die met betrekking tot biotechnologie. Deze processen moeten respectvol zijn, overleg, transparant en inclusief.

dergelijke processen, zoals een workshop voor belanghebbenden in 2018 over de biotech-kastanje, zal geen conflicten uitwissen of zelfs consensus garanderen, maar ze hebben het potentieel om inzicht en begrip te creëren dat kan worden gebruikt voor democratische beslissingen die gebaseerd zijn op deskundige kennis en publieke waarden.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.