Popolazione globale, 9 miliardi entro il 2050: servono nuove tecniche di agricoltura

© Sputnik . Alexei Nasirov  / Vai alla galleria fotograficaAgricoltura
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Entro il 2050 la popolazione mondiale raggiungerà i 9 miliardi: questo significa che la domanda di proteine dell'umanità sarà raddoppiata. Allo stesso tempo il clima e le condizioni di crescita dei vegetali sono in continuo cambiamento.
Dunque, per garantire la soddisfazione delle esigenze alimentari, l’uomo dovrà selezionare più rapidamente le principali colture agroalimentari e fare ricorso alle metodologie di ingegneria genetica.
Laurent Gentzbittel, professore dello Skoltech e direttore del Digital Agro Laboratory, ha rilasciato un’intervista a Sputnik in cui ci ha spiegato in che modo sia possibile dimezzare il tempo necessario per selezionare una nuova varietà vegetale, quanto costa e se è possibile coltivare il grano nel permafrost.
- Dott. Gentzbittel, perché dobbiamo aumentare la produzione di proteine?
- L’uomo dovrà raddoppiare la produzione di proteine entro il 2050. Si prevede che l'umanità toccherò i 9 miliardi di persone entro il 2050 e avrà bisogno di più proteine per alimentarsi.
- La tecnologia che state studiando si basa sul germoplasma e permette di produrre colture con determinate caratteristiche. Può spiegarci cos'è il germoplasma e perché ha deciso di usarlo in questo processo tecnologico?
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-Il germoplasma è caratteristico di tutti i vegetali e ogni varietà di pianta ne ha uno diverso. Ci sono collezioni di germoplasma delle varie colture nei centri di ricerca in tutto il mondo. Ci siamo concentrati sulla divergenza delle varietà, cioè il loro cambiamento nel periodo di coltivazione. Per esempio, la varietà di ceci Kabuli e la varietà di ceci Desi hanno attualmente un aspetto molto diverso. Quindi il loro genoma ha accumulato milioni di differenze durante il processo di divergenza. È una situazione simile che riscontriamo anche in altri tipi di colture. I vegetali cambiano molto nel corso del tempo. Ad esempio, il grano in Russia è diverso dal grano in Cina, Europa o Stati Uniti proprio per in virtù di questo progetto divergente. Sono molte le ragioni alla base di questo fenomeno: diverse procedure di selezione, diverso clima, diversi parassiti, diverse condizioni di coltivazione, ecc.
- Quanto tempo avete impiegato per sviluppare questa tecnologia?
- Ci sono voluti 6 anni, 4 istituzioni scientifiche e circa una ventina di scienziati. L'idea principale era rendere il metodo di coltivazione più veloce e con risultati garantiti. Se disponiamo delle conoscenze necessarie sul genoma, siamo in grado di prevedere le proprietà della futura pianta. Cercavamo un metodo per la selezione rapida e l'abbiamo sviluppato facendo leva sulle moderne conoscenze scientifiche e sulla capacità di collaborare con diversi istituti scientifici.
- In che misura è corretto comparare la vostra tecnologia con l’editing genomico e con gli OGM?
- Nel nostro caso possiamo lasciare da parte la questione degli OGM e dell’editing genomico. Questa tecnologia non comporta l'uso di questi strumenti. È un metodo classico che i contadini usano da milioni di anni. Usiamo solo più informazioni, sequenziamo il genoma, utilizziamo strumenti digitali in modo che la selezione delle varietà giuste sia più rapida. Ma in linea di massima sfruttiamo un metodo molto tradizionale.
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- Perché ha concentrato la sua ricerca su una coltura come i ceci e non sul grano?
- In Europa le persone mangiano tradizionalmente grano e lenticchie. Ma in altre regioni, come l'Asia meridionale o l'Africa, si mangiano soprattutto riso e ceci. I ceci sono una delle principali fonti di proteine in quelle regioni.
- Quindi intende risolvere il problema della fame in Africa?
- Questa tecnologia non è una panacea. Pensiamo che, a seconda del luogo, l’uomo abbia bisogno di una pianta che si adatti al meglio alle sue esigenze in virtù dei lunghissimi anni di coltivazione.
In Africa e nell'Asia meridionale queste piante facilmente adattabili e molto conosciute sono i ceci, in Europa e in Russia potrebbero essere fagioli o lenticchie, ma non ceci. I ceci non sono una coltura comune nell'emisfero settentrionale.
- In questo caso il suo metodo può essere esteso ad altre colture, non solo ai ceci?
- Sì, possiamo applicare la stessa tecnologia ad altre colture. Per esempio, in Russia, per il grano. In Russia sarebbe interessante sviluppare questo progetto all’interno di una startup. Si potrebbero sviluppare strumenti per contrastare due problemi insieme: il cambiamento climatico e la fame.
- Perché il vostro metodo produce risultati più velocemente delle coltivazioni tradizionali?
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- Analizziamo molti genomi di piante e scopriamo quali proprietà di queste ci servono all’interno dei vari genomi. Così abbiamo risolto la prima parte del problema, ossia come dovrebbe essere la pianta che vogliamo, come dovrebbe essere il suo genoma. Non abbiamo bisogno di anni di test sul campo per capire quali geni sono necessari. Abbiamo un algoritmo, un programma, e possiamo prevedere le qualità che avrà la pianta ottenuta a partire dall’incrocio delle varietà. Naturalmente, questo processo è più rapido del seminare le piante e aspettare che crescano per poi analizzare le loro proprietà. La seconda parte del problema è ottenere una pianta di questo tipo. Qui si applicano le procedure di semina e selezione, ma in generale il processo dimezza le tempistiche tradizionali.
Una volta ci volevano 10-12 anni per sviluppare una nuova varietà, ora ce ne vogliono 5-7. In pratica, si risparmia la metà del tempo.
- Secondo diversi studi, la selezione delle piante coltivate nel corso di migliaia di anni ha portato alla perdita dell'80% delle specie vegetali originali. Per esempio, su 30 varietà di ceci o di grano, l’uomo ora ne semina 5 o 6. Quindi c'è una perdita di biodiversità. Come influisce la sua tecnologia sulla perdita di biodiversità. È possibile che a tendere sulla Terra rimarrà soltanto una varietà di grano e una di ceci?
- Non direi che le varietà sono state perse. È più preciso dire che non sono utilizzate attivamente. Ma molte coltivazioni sono sopravvissute nelle banche dei semi. La nostra tecnologia fa uso di questa banca di semi inattivi. Le coltivazioni tradizionali raramente fanno uso delle varietà uniche presenti nella banca. Preferiscono invece incrociare le varietà che sono attivamente utilizzate. Ciò di cui abbiamo bisogno è la biodiversità. Lavoriamo con tutte le specie e varietà di piante che esistono, cercando almeno di trovare i tratti giusti che potrebbero non essere stati rilevanti in passato, ma che ora potrebbero esserlo. Inoltre, la tecnologia permette di identificare una data varietà in base alle condizioni di coltivazione, creando un prodotto unico.
- Quanto costerà?
- Dimezzeremo il tempo, ma non costerà il doppio. Stiamo risparmiando su molte cose: abbiamo bisogno di meno terra e meno costi, perché c'è meno tempo per coltivare, meno risorse per crescere. Investiamo di più nella tecnologia, ma globalmente rendiamo il processo più economico. Per esempio, in Francia un progetto finalizzato alla creazione di una nuova varietà di miglio costa circa 1 milione di euro su un periodo di 5-7 anni. Penso che in Russia i costi possano essere comparabili.
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- Se il vostro metodo è così efficace da non richiedere l'uso di tecnologie OGM e CRISPR (editing genomico) che potrebbero intimorire il pubblico dei consumatori, allora forse potrebbe sostituirle?
-Con la biotecnologia (OGM e CRISPR) possiamo creare esattamente ciò di cui abbiamo bisogno. La selezione, invece, non sempre ci permette di farlo. Prendiamo l’esempio dell'insulina. È stata creata grazie alla biotecnologia: abbiamo preso un batterio OGM e l'abbiamo usato per creare l’insulina. Grazie alla tecnologia OGM l'umanità è diventata più resistente. Alcune biotecnologie sono usate per produrre cibo. Tuttavia, penso che il nostro metodo ridurrà l'uso dei metodi biotecnologici in futuro.
- In Russia la scarsità d'acqua nelle aree agricole tradizionali sarà un problema nel prossimo futuro, secondo le proiezioni relative ai cambiamenti climatici. La vostra tecnologia può aiutare a selezionare piante più adatte ai climi secchi?
- Sì, certo. È possibile coltivare piante che tollerano maggiormente la siccità. Coltivare piante richiede molta acqua, quindi ridurre il consumo di acqua in agricoltura è una sfida. Per ottenere una pianta simile, possiamo trovare una pianta che è cresciuta da sola in un ambiente sottoposto a stress idrico. La prendiamo, la studiamo e otteniamo una pianta con caratteristiche simili. Poi testiamo come cresce in condizioni di siccità e in condizioni normali. Confrontiamo i due casi e capiamo quanto sia adatta al nostro obiettivo. Possiamo anche produrre piante che sono in grado di sopravvivere nelle zone più fredde della Russia. La Russia è molto interessante per le possibilità che apre. Da un lato, possiamo coltivare piante che sono più resistenti alla siccità nel sud, e dall'altro, possiamo lavorare su varietà che possono crescere anche in Siberia.
- Continuando a riflettere in questo senso, poniamo che troviate una varietà di grano in grado di crescere nel permafrost. In questo caso, riuscireste a coltivarla?
- Penso che sia abbastanza difficile coltivare qualcosa nel permafrost, ma è possibile far crescere una coltura in condizioni molto fredde. Questo approccio è già stato adottato in alcune regioni del nord. Per esempio, in Svizzera si stanno già coltivando vegetali a temperature molto basse.
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- Ci potrebbe dire a quale stadio di sviluppo si trova la sua tecnologia?
- Non possiamo semplicemente consegnare semi o fornire attrezzature. Il nostro sviluppo è una tecnologia vera e propria. Se disponete di un laboratorio e del personale nella vostra azienda, potete usare questa tecnologia. In Russia ci aspettiamo che questa tecnologia possa essere messa in pratica entro i prossimi 3-5 anni. La stiamo testando allo Skoltech e poi saremo in grado di trasmetterla alle aziende. Abbiamo già programmi di partnership in Europa e in Cina. Questo metodo è abbastanza universale. Deve essere adattato a una coltura specifica, ma non è un grosso problema.
- Quali sono gli ostacoli? Perché non possiamo semplicemente consegnare alle aziende i semi loro necessari?
- I semi sono il risultato della tecnologia. Non possiamo preparare semi per le esigenze di ogni azienda. Posso essere anche molto diversi.
- Che tipo di laboratori dovrebbero esserci e quale livello i tecnici di laboratorio dovrebbe avere per svolgere questo lavoro?
- Non sono necessari figure estremamente specializzate per questo lavoro. Oggi l’uomo utilizza tecnologie avanzate e, se all’interno di un’azienda i dipendenti già utilizzano queste tecnologie, ciò significa che avranno un livello di padronanza già sufficiente per utilizzare anche la nostra.
L'umanità ha già raggiunto un certo standard di vita e tecnologico. Ma se vogliamo fare un ulteriore salto di qualità, dovremo migliorare le tecnologie a nostra disposizione e implementarle. Questo è necessario per adattarsi al cambiamento climatico, all’aumento della popolazione, alle malattie, ad ogni cosa. Ma è necessario che ogni individuo disponga di maggiori competenze personali per interagire con le tecnologie moderne.
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Non c'è dubbio che il cassiere di un negozio debba saper usare uno scanner e un computer. Oggi questo è normale. Quindi, in questo tipo di laboratori, anche se non sono necessarie super-abilità, i dipendenti si troveranno ad interagire con una tecnologia molto più avanzata di quanto non fosse l’agronomia 100 anni fa.
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