עמוד הבית > מדעי החברה > גיאוגרפיה > גיאוגרפיה של האדם > אוכלוסייה ודמוגרפיהעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה > הנדסה גנטיתעמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > תעשייה > תעשיית מזון
טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב בע''מ


תקציר
הנתונים מעידים שקצב גידול האוכלוסין בעולם מחייב להכפיל ואף לשלש את הייצור החקלאי העולמי. ההנדסה הגנטית הצליחה להוכיח שניתן להגביר את הייצור החקלאי באופן משמעותי, והעוסקים בתחום מדגישים כי ההנדסה הגנטית יוצרת חקלאות ידידותית יותר לסביבה, שצורכת פחות קרקע, משתמשת בפחות כימיקלים, ובמקביל מבטיחה תנובה גדולה ומזינה יותר ליחידת שטח.



מי יאכיל את העולם
מחבר: פרופ' ידידיה גפני


הנתונים מעידים שקצב גידול האוכלוסין בעולם מחייב להכפיל ואף לשלש את הייצור החקלאי העולמי. ההנדסה הגנטית הצליחה להוכיח שניתן להגביר את הייצור החקלאי באופן משמעותי, והעוסקים בתחום מדגישים כי ההנדסה הגנטית יוצרת חקלאות ידידותית יותר לסביבה, שצורכת פחות קרקע, משתמשת בפחות כימיקלים, ובמקביל מבטיחה תנובה גדולה ומזינה יותר ליחידת שטח. החברות שמשקיעות במחקר ובפיתוח מצפות לגרוף רווחים גדולים מההשקעה - ומובן שהמדינות המתפתחות, שבעיקר הן סובלות ממחסור במזון, לא יכולות לענות על ציפייה זו. ולכן, מי שישלם וייהנה מפירות הפיתוח הן המדינות המפותחות והשבעות. ימים יגידו אם הצלחותיהם של המדענים יישארו במעבדות המחקר או שיזינו את אוכלוסיית העולם.

"הנה שבע שנים באות, שובע גדול בכל ארץ מצרים: וקמו שבע שני רעב אחריהן, ונשכח כל השובע בארץ מצרים וכלה הרעב את הארץ: ולא יוודע השובע בארץ מפני הרעב ההוא אחרי כן, כי כבד הוא מאוד." (בראשית מ"א, 29-31).
לפני כ-12,000 שנה, עם סיומה של תקופת הקרח האחרונה, חיו בעולם כשלושה מיליוני בני אדם. חלפו כ-8,000 שנה ומספר בני האדם הגיע ל-30 מיליון. 2,000 שנה אחר כך כבר היו כאן 300 מיליונים. בשנת 1600 הכפיל המספר את עצמו. מכאן קצב גידול האוכלוסין הפך למסחרר. בתוך פחות מ-300 שנה, במחצית השנייה של המאה ה-19, חצה מספר בני האדם את קו המיליארד הראשון. בתוך 100 שנים נוספות גדלה אוכלוסיית העולם פי חמישה, כלומר - חמישה מיליארדי בני אדם. עתה, בראשית המאה ה-21, חיים בעולם שישה מיליארדי בני אדם. ואם לא די בכך, צופים המומחים שעד שנת 2050 יוכפל מספר תושבי כדור הארץ.

לקצב גידול האוכלוסין המסחרר יש השלכות רבות. העיקרית שבהן היא העובדה שכל בני האדם צריכים לאכול כדי להתקיים, וכדי להבטיח מזון לכולם, חייבים להכפיל ועדיף אף לשלש את ייצור המזון. האתגר עצום, והוא קשה שבעתיים לאור המחסור הגובר והולך במים ובקרקע לעיבוד חקלאי.

כדי להגביר את הייצור החקלאי בקצב הנדרש, צריך להשקיע במחקר חקלאי ובפיתוחים טכנולוגיים. במעבדות המחקר החקלאי מתנהלות עבודות שמטרתן להגדיל באורח משמעותי את הייצור החקלאי, ומחוץ למעבדה, בשטחי הגידול, כבר מיושמות כמה דרכים מתוחכמות שהן פרי פיתוח חקלאי כמו דישון ביולוגי, הדברת מזיקים ופגעים, שימור הקרקע, ניצול יעיל של מים והשבחת זני צמחים באמצעות טיפוח קונבנציונלי או ביוטכנולוגי. ביוטכנולוגיה מאפשרת ליצור צמחים מהונדסים גנטית (צמחים טרנסגניים), וצופים שהמחקר הביוטכנולוגי יספק את הכלים היעילים ביותר להגברת הייצור. הצלחתם של מחקרים אלו תלויה במידה רבה ביישומן של השיטות באופן מושכל במערכות המסורתיות (על יצירת צמחים טרנסגניים ראה "טבע הדברים", גיליון 22, יוני-יולי 1997).

יכולתם של צמחים טרנסגניים להגביר את הייצור החקלאי ולהוזיל אותו, הוכחה היטב במקרים של הקניית עמידות נגד וירוסים ונגד קוטלי עשבים. בדוגמאות אלו עלה ייצור המזון של הצמחים הטרנסגניים בחמישה עד עשרה אחוזים, החיסכון בחומרי הדברת עשבים הגיע ל-40 אחוז, והחיסכון הכספי בעלויות הדברת חרקים הגיע ל-15-30 דולרים לדונם.

נשמע מרשים בהחלט, אבל ההצלחות האלו רחוקות מלהשפיע על ייצור המזון העולמי, מאחר שפיתוח השיטות נועד להוזיל את העלויות במדינות שבהן החקלאות כבר מפיקה תנובה רבה ביותר ליחידת שטח. אך יש בהן, בשיטות המתוחכמות שכבר נלמדו, כדי להעיד על יכולתה של הביוטכנולוגיה לשפר את כושר הייצור. הבעיה היא בעיקר במדינות המתפתחות, שבהן גידול האוכלוסין הצפוי גבוה ביותר. צופים כי בעוד 50 שנה בערך מעל 90 אחוז מאוכלוסיית העולם תחיה במדינות המתפתחות. לכן מן הראוי שהמאמץ של ההנדסה הגנטית בצמחים, יתרכז בגידולים החקלאיים של מדינות אלו. הכוונה לגידולים כמו תירס, יאם, קסבה, אורז, שעועית וקנה סוכר. הדרך הנכונה להגדיל במידה ניכרת את כמות המזון המיוצר היא באמצעות הגדלת היבול החקלאי ליחידת שטח.

נכון להיום סובלים בארצות הטרופיות מאבדן יבולים רבים כתוצאה ממחלות של צמחים, מזיקים, פגעי מזג אוויר ובעיות קרקע. הבעיה במדינות אלו חריפה יותר מאשר במדינות אחרות מאחר ששוררים בהן תנאי מזג אוויר המקלים על ריבויָם של חרקים - שהם בעצמם מזיקים לתוצרת החקלאית, והם גם משמשים נשאי וירוסים. בנוסף, הארצות השוכנות ב"חוג הטרופי" הן עניות ולחקלאים שלהן אין יכולת כלכלית לנצל את הידע המתקדם שקיים בעולם. הם אינם יכולים להרשות לעצמם לממן ריסוסים נגד חרקים ועשבים שוטים, ולקנות זרעים איכותיים או דשנים שיבטיחו את הגברת היבול, והם משתמשים בזרעים ירודים. כל אלה גורמים לירידה ביבול ליחידת שטח. ואם לא די בכך, מזג האוויר פוגע בהם אף הוא כשהוא מקשה על השימור והאחסון של התוצרת שכבר נאספה, והלחות הגבוהה והחום גורמים להבשלה מהירה ולריקבון, ויוצרים תנאים נוחים להתרבות חרקים ופטריות.

הצורך לפעול להגברת היבול ליחידת שטח גדול יותר, מורכב יותר וקשה יותר במדינות המתפתחות, אך הוא כלל עולמי. התמונה הכללית שמתקבלת היא שעל אף המאמצים שמושקעים בכיוון זה כיום, גורמים מזיקים שונים לאבדן של כמחצית מכל היבולים החקלאיים בעולם, חלקם לפני הקטיף והאסיף וחלקם אחריו. למשל, מעריכים כי כ-15 אחוז מכלל הייצור החקלאי העולמי נהרס לפני הקטיף על ידי חרקים, הרוב בארצות המתפתחות.
התשובה לבעיות אלו אינה פשוטה כלל ועיקר. יצירת צמחים מהונדסים גנטית דורשת יצירת צמחים חסינים בפני מכלול גדול של גורמים כגון מחלות, חרקים ותנאי קרקע לא פורייה. מעריכים את מספר מיני החרקים בעולם, הגורמים נזקים לגידולים חקלאיים, ב-67,000, ומספרם של גורמי מחלות כמו פטריות, חיידקים, וירוסים ונְמָטוֹדוֹת (תולעים נימיות שפוגעות בשורשי צמחים בעיקר) הוא אולי אף גדול יותר. למשל, ידועים יותר מ-200 מיני חרקים שונים ומספר דומה של מחלות, המשפיעים על הייצור של שעועית שהוא גידול חקלאי חשוב. נתונים אלה משקפים במידת מה את מורכבות התפקיד שמוטל על מדענים, שמפתחים מחקרים שמטרתם להעלות את כושר הייצור החקלאי באמצעות הביוטכנולוגיה וההשבחה הקונבנציונלית כאחד.

מבין מאות המזיקים יש כאלה שהם מזיקים במיוחד, וניתן ואף חשוב לרכז את המאמץ בהם תחילה. אבל הניסיון מלמד שהקניית עמידות נגד מזיק חשוב ועיקרי עלולה במקרים רבים לגרום למזיק פחות משמעותי, שעד כה לא נחשב כעיקרי, להפוך למזיק משמעותי וקשה יותר. הניסיון להתגבר על בעיה כזאת באמצעות הכלאות קונבנציונליות הוא אטי ולעתים אף בלתי אפשרי.

לעומת זאת, החדרת גנים בודדים לתוך צמחים בשיטות ההנדסה הגנטית היא תהליך מהיר, מדויק והרבה פחות מוגבל. בשיטות הישנות, אשר בהן הכליאו שני צמחים כדי ליצור צמח שלישי עמיד יותר, היה מאגר מצומצם של צמחים שאותם ניתן היה להכליא עם הצמח. מעבר לזה אין אפשרות לשלוט על התכונות שהצמח החדש יקבל משני "הוריו", והוא עלול לאבד תכונות חשובות. לעומת זאת, בשיטות ההנדסה הגנטית ניתן לבודד גנים כמעט מכל צמח, כאשר לכל גן סגולות ייחודיות, ולהשתמש בגן לצמחים שלעולם לא יכלו לחבור יחד בהכלאה, שכן בשיטות הישנות הכלאות מתאפשרות רק בין מינים בעלי קרבה גנטית כמו זנים או מינים קרובים. מכאן היתרונות העיקריים של הביוטכנולוגיה, המאפשרת למצוא פתרונות השבחה שניתן ליישמם בגידולים רבים, עם שליטה מרבית על התוצר הסופי.

מעבדות שונות בעולם ייצרו יותר מ-25 מיני צמחים שהונדסו גנטית לעמידות נגד כ-30 מחלות וירליות. המייחד את הגישה שבה נוצרו הוא עובדת היותם מהונדסים גנטית עם גנים שמקורם בווירוס שנגדו מכוונת העמידות. גישה זו היא ייחודית לביוטכנולוגיה, משום שאין שום דרך אחרת שתאפשר העברת מידע גנטי כזה מהווירוס אל הצמח - מזכיר במשהו את החיסון הסביל שניתן ברפואה המודרנית. דוגמה מצוינת לפוטנציאל של טכנולוגיה זו היא הצלת יבולי הפפיה בהוואי, שלהם חשיבות כלכלית של ממש לתושבים. התפשטותו של וירוס הניקוד הטבעתי באיים איימה לחסל את הענף. במעבדות המחקר בודדו גן מהווירוס מחולל המחלה, שאותו החדירו לשתילי פפיה. שתילי הפפיה המהונדסים נשתלו בשטח, ובכך חיסלו את המחלה והצילו את גידול הפפיה היקר מהכחדה.

במעבדה הצליחו לבודד מחיידק קרקע, המכונה (Bacillus turingiensis (B.t והמוכר כמזיק רציני לגידולי שדה רבים, את הגן האחראי ליצירתו של הרעלן הפוגע בחרקים בטבע. החדרת הגן הוכחה כיעילה נגד חרקים הפוגעים בגידולי טבק, עגבניות, תפוח אדמה, כותנה, תירס, קנה סוכר, אורז ועוד. כותנה, תירס ותפוחי אדמה מהונדסים עם הגן של B.t כבר נמצאים בשוק המסחרי. זו דוגמה נוספת להצלחת ההנדסה הגנטית, במקרה שבו ההכלאה הקלסית לא הייתה מצליחה לרשום הצלחות בזמן כה קצר, וספק אם בכלל.

תועלת גדולה במיוחד עשויים להביא גידולים חקלאיים שחלקיהם הנאכלים יאריכו ימים על המדף. עד כה נוסה הדבר בהיקף מסחרי בעיקר בעגבניות, בארצות מפותחות. הענקת אורך חיים לגידולי המדינות המתפתחות הטרופיות, עשויה לחולל בהן מהפכה של ממש, שכן מדינות אלו מאבדות תוצרת חקלאית רבה עקב קשיים באחסון ובאמצעי הובלה, ובעקבות מזג האוויר השורר בהן.

הגלגל העיקרי שמניע את תעשיית המחקר והפיתוח של ההנדסה הגנטית בצמחים, כמו בכל תחום מחקרי אחר, הוא הערך הכלכלי של המוצר הסופי. החוקרים מגבשים את הגישות האסטרטגיות השונות להשבחת צמחים בדרך של הנדסה גנטית, על פי חשיבות המוצר הסופי לחקלאותן של המדינות המפותחות, מהשיקול שיהיה מי שישלם בסופו של מחקר... אמנם החברות המסחריות משקיעות סכומים גדולים במחקר ופיתוח, אך הן לא היו עושות זאת אלמלא ידעו שהמחקר צפוי להניב רווחים גדולים. אולם, כאשר מדובר בהגברה כלל עולמית של ייצור המזון, יש להבטיח שהידע שנוצר והיכולות שפותחו יגיעו גם למדינות המתפתחות. יתרה מכך, יש לפתח מחקרים שיתנו מענה מדויק לצורכי החקלאות של מדינות אלו. אז ניתן יהיה לזקוף לזכות המדע, ובמיוחד לתחום ההנדסה הגנטית, את היכולת היישומית ולא רק התאורטית, לפתור את בעיית המחסור במזון כיום, ואפילו בעתיד.
ובכל זאת, מתברר שבנוסף לשיקול הכלכלי יש שיקולים נוספים. היו שניסו בעבר להגביר את כושר הייצור החקלאי של המדינות המתפתחות באמצעות החדרת זנים חדשים, ולעתים אף מיני גידולים חדשים שתנובתם גדולה יותר מזו של המינים הקיימים באותן ארצות. לעתים הוכתר הניסיון בהצלחה, אך קרה שהוא נחל כישלון. הכישלון לא היה בבחירת הגידול עצמו, אלא מהטעם הפשוט שהחקלאים באותו אזור לא היו מוכנים לקלוט חידושים. יש לזכור שככל שהמדינה פחות מפותחת, חקלאיה שמרנים יותר, ויכולתם לאמץ גידולים חדשים, על כל המשתמע מכך, מוגבלת ביותר. לכן דווקא להנדסה הגנטית יש יתרון, לפחות תאורטי, שכן היא מטפלת בגידול קיים ומחדירה אליו את הגן או הגנים הזרים הנחוצים לשיפורו. יתרון נוסף בשיפור גידולים קיימים הוא שחקלאים "קטנים", שאין ידם משגת לקנות חומרי ריסוס ודישון או לאחסן תוצרת חקלאית ביעילות, יוכלו לקנות מוצר טוב יותר. זה, כמובן, תלוי במחיר הראשוני של הצמחים המשופרים.

שאלה שקשה לענות עליה בשלב הזה היא, כמה זמן עומד לרשותנו, בהתייחס למצב הקיים שבו המדינות המתפתחות שבהן הבעיה הדמוגרפית היא קריטית, אינן נותנות את דעתן לריסון הריבוי, לבטח לא בצורה החלטית כמו שעשתה סין. כך שקצב גידול האוכלוסין שצופים המומחים, עשוי בהחלט להתממש. כדי להגיע לפתרונות אמיתיים לבעיות ייצור המזון בעולם, חייבים להכניס את המחקרים להילוך גבוה יותר. כל עוד יימשך פיתוח החקלאות בעולם השלישי בקצב הנוכחי, ספק אם יהיה די בכלים של הביוטכנולוגיה כדי לעמוד במשימה. עם זאת, אין דרך אחרת, אלא להתחיל כבר עתה במירוץ נגד הזמן, שהוא למעשה מירוץ נגד הרעב, המוות והמגפות, ולמסד מנגנוני העברה של טכנולוגיות ממוסדות אקדמיים ומחברות מסחריות בארצות המפותחות אל הארצות המתפתחות. במקביל חייבים להקים מרכזי מחקר שיפעלו בתוך המדינות המתפתחות, כך שיוכלו לזהות ביתר קלות את הבעיות ולהגדיר אותן. מרכזים כאלה יקלו על גיבוש אסטרטגיות להשבחת צמחים בדרך של הנדסה גנטית, על פי חשיבות המוצר הסופי לחקלאותן של המדינות המתפתחות. חשוב לציין, שהשקעה בפתרון בעיית המזון תעכב את הטיפול בבלימת הריבוי, כיוון שבלי לחץ שיתבטא ברעב לא יעלה הנושא לסדר היום. כדי לנקוט צעדים שמטרתם להעביר את ההתפתחויות הביוטכנולוגיות לחקלאותן של המדינות המתפתחות, צריך לתת מענה לבעיות כלכליות, חברתיות ופוליטיות, שראויות לדיון מקיף החורג מתחומו של מאמר זה.

מלבד הבעיות שהוזכרו עד כה, יש גם צורך להתמודד עם בעיית זמינותה של קרקע לגידול מזון. מעריכים שרק 10.6 אחוז מכלל קרקעות העולם מעובד כיום לייצור מזון, ורק 24.2 אחוז מהן יכולות בכלל לשמש למשימה זו. 68 אחוז מהקרקעות שיכולות לשמש לעיבוד חקלאי, כ-25 מיליארד דונמים, מצויות באזורים הטרופיים הלחים של כדור הארץ.

האדמות באזורים הטרופיים הן אפוא מאגר העתודות הגדול ביותר לפיתוח חקלאי. קרקעות אלה הן חומציות, במיוחד בסוואנות. מבחינים בשתי חגורות גאוגרפיות עיקריות של קרקעות חומציות: חגורת האזורים הלחים הצפוניים, שבה הטמפרטורות מתונות, המכוסה בעיקר ביערות עצי מחט, והחגורה הלחה הטרופית המכוסה (או שהייתה מכוסה בעבר) בסוואנה ובעצי יערות גשם טרופיים. החמצת קרקעות יכולה להתפתח באופן טבעי במזג אוויר לח, עקב תהליכי חלחול ושטיפה של קטיונים בסיסיים, אבל ניצול חקלאי של הקרקע וגשמים חומציים שיורדים עליה מגבירים את החמצתה.

כשמדברים על עתודות קרקע לחקלאות, שמטרת השימוש בהן היא הזנת אוכלוסיית העולם, יכול להתקבל הרושם שכריתת יערות היא הכרחית. למעשה העובדות מוכיחות אחרת, מאחר שקרקע חומצית אינה ניתנת לעיבוד חקלאי, וקרקעות חומציות הן כ-40 אחוז מכלל הקרקעות שנחשבות זמינות לעיבוד חקלאי. רצוי להתחשב בנתונים האלה כששוקלים לכרות יערות כדי לפנות מקום לחקלאות. יתרה מזו, ליערות נודעת תרומה ייחודית ובלעדית לאקולוגיה המקומית, הסביבתית והגלובלית, ואי אפשר לכמת תרומה זו במונחים כלכליים. די אם נזכיר את העושר הביולוגי העצום שקיים ביערות, ויאבד עם כריתתם. כריתה לא מבוקרת של יערות שתיעשה מתוך ראייה קצרת טווח ובלא שיקול דעת נכון תגרום לנזקים בלתי הפיכים ולהפרת המאזן האקולוגי, וההפסד שייגרם כתוצאה מכך יהיה הרבה יותר גדול מהתוספת בייצור המזון שקרקעות אלו יתרמו. למרות זאת נכרתים מדי שנה כ-100 מיליוני דונמים של יער. מתוכם רק חלק קטן הופך בסופו של דבר לאדמה חקלאית מניבה, ואילו מרבית הקרקע הופכת לשטח פתוח, לא מנוצל וחסר תועלת.

נמצא ששימוש מושכל בביוטכנולוגיה יכול לסייע בהפיכת קרקעות חומציות, שכושר הייצור שלהן נמוך, למקום גידול טוב ומניב של צמחי תועלת. כבר היום יש דוגמאות מוצלחות של שימוש כזה בברזיל ובאסיה לגידול קנה סוכר וסויה. אבל מאחר שליערות חשיבות מכרעת על המאזן האקולוגי הכלל עולמי, המדיניות הנכונה היא לעודד שימוש בקרקעות הסוואנה ולשמור את היער. הסוואנות בעולם - בברזיל, באפריקה ובאסיה הטרופית - מכסות כשבעה מיליארדי דונמים של קרקעות. שטח זה שווה ל-50 אחוז מסך כל הקרקעות המעובדות כיום בעולם. עתודות קרקע אלו יכולות לספק את רוב השטח הנוסף שיידרש כדי להגדיל את תפוקת המזון לאוכלוסייה המתרבה, ואת שטחי המרעה לבעלי חיים.

קרקע חומצית אינה מתאימה לשימוש חקלאי, מאחר שהקרקע עשירה במלחי אלומיניום ומנגן, שהם רעילים, וענייה בחומרי הזנה כמו פוספט, אשלגן, מגנזיום וחנקות. השילוב של הרעילות מצד אחד והדלות מצד שני, גורם ליבול דל של קרקעות כאלה. מתברר שרעילות האלומיניום היא הגורם העיקרי להפחתת היבולים, והשפעתו השלילית ניכרת מאוד בגידולי תירס ואורז. מרבית הזנים של גידולים אלה רגישים במיוחד לאלומיניום בקרקע, ובספרות המדעית נזכרת ירידת יבולים בשיעור ניכר מאוד.

לאלומיניום השפעה ברורה על שורשי הצמח: הוא מפחית את יכולתם לקלוט מים ומינרלים מן הקרקע, ומחבל בכך במטבוליזם של הצמח. הסימן המובהק ביותר של תסמונת הרעלה באלומיניום הוא עיכוב גדילת השורשים, וזהו כיום המדד המקובל לעקת אלומיניום בצמחים. בהמשך, משנחשף הצמח לאלומיניום לאורך זמן, מופיעים סימפטומים רבים נוספים בשורשים ובחלקים העיליים של הצמח. לעתים מזוהים סימנים אלה, בטעות, כתגובת הצמח למחסור בחומרי הזנה ולא כהרעלת אלומיניום.

ידוע שצמחים רבים מסוגלים להתקיים ברמות אלומיניום גבוהות בקרקע, שהן רעילות עבור צמחים אחרים, אבל עדיין לא הצליחו לברר עד תום את המנגנונים הביוכימיים והגנים שמעורבים בעמידות הזאת. בהקשר זה הועלו שני הסברים בסיסיים: האחד, שיש צמחים שמסוגלים למנוע חדירה של אלומיניום לקצה השורש וליונקות השורש; והשני, שיש צמחים שפיתחו מנגנונים המאפשרים להם לקיים את הפעילות המטבולית התאית, על אף נוכחותם של ריכוזי אלומיניום גבוהים בצמח.

בניסיון להסביר כיצד צמחים יכולים למנוע את כניסתם של יוני אלומיניום רעילים לתאיהם, הועלו השערות נוספות. לפי אחת מהן, הצמח עושה זאת באמצעות שינוי רמת החומציות (Ph) של הקרקע בסביבת השורש, באזור הקרוי ריזוספרה. לפי הצעה אחרת, צמחים עמידים הם אלה שיכולתם לשחלף יונים דרך דופן התא נמוכה מהרגיל, ובכך הם מצליחים למנוע את כניסת האלומיניום לתאיהם. רק אחת ההשערות הוכחה בדרך ניסויית כבעלת חשיבות בהתמודדות הצמח עם יוני אלומיניום - הפרשת חומרים מהשורש הקושרים יוני אלומיניום בריזוספרה, ובכך נמנעת כניסתם לתוך תאי הצמח.

עם החומרים הקושרים יוני אלומיניום נמנות חומצה מלית וחומצה ציטרית (חומצת לימון), והן נמצאו יעילות במיוחד. בניסויים גידלו זני שעועית עמידים להרעלת אלומיניום בנוכחות יוני אלומיניום בקרקע. נמצא שהזנים העמידים הפרישו חומצה ציטרית בכמות גדולה פי עשרה מזו של זנים רגישים שגדלו באותם התנאים. ממצאים דומים דווחו גם בנוגע לזני חיטה עמידים, ומצאו שהם מפרישים חומצה מלית בכמות גדולה עד פי עשרה מזנים רגישים. יתרה מכך, גילו שזני החיטה העמידים מפרישים חומצה מלית לקרקע בהתאם לריכוז יוני האלומיניום בקרקע.

בעידן שבו החדרת גנים לצמחי תועלת נעשתה אפשרית במעבדות רבות בעולם, כולל בארצות המתפתחות, יש לשקול ברצינות החדרת גנים שיגבירו הפרשת חומצות אורגניות לשם שיפור יכולתם של צמחים אלה לשרוד בקרקעות שאינן זמינות עתה לעיבוד. בניסויי מעבדה החדירו לצמחים גנים מחיידקים שמעודדים יצירה והפרשה מוגברת של חומצה ציטרית. צמחים אלה הראו שיפור ניכר בכושר הגידול שלהם בנוכחות ריכוזי אלומיניום, שהיו קטלניים עבורם בטרם הונדסו גנטית.

שימוש בהנדסה גנטית יכול להביא לפתרונות משמעותיים לבעיית הרכב המזון. מזון בריאות הוא כיום מרכיב חשוב בתכניות הטיפוח של חברות זרעים בארצות המפותחות. הצרכנים בארצות אלו מעוניינים במזון המכיל כמות גדולה של מרכיבים נוגדי סרטן ונוגדי חִמצון. לעומת זאת, בארצות העולם השלישי חסרה במזון מנת הוויטמינים המאוזנת הנדרשת לקיום הגוף באופן תקין, ובמדינות רבות חסרה במזון מנה מאוזנת של מגוון חומצות האמינו הנדרשות לבניין חלבוני הגוף. באמצעות ההנדסה הגנטית ניתן לשנות את פני הדברים. דוגמה טובה היא האורז הזהוב הגדל בפיליפינים. החדירו לאורז הזהוב את הגנים הנדרשים ליצירת ויטמין A, שאורז רגיל אינו מייצר. מאחר שאורז הוא מרכיב עיקרי במזונם של מיליונים - נוכחות ויטמין A באורז חשובה מאוד למניעת עיוורון של מיליוני ילדים בעולם ולמניעת מחלות אחרות הנגרמות מחוסר ויטמין A בגוף.
החדרת גנים של חלבון לגידולים שחקלאי הארצות המתפתחות רגילים להם, היא דוגמה נוספת ליכולתה של ההנדסה הגנטית לסייע בהעשרת מזון. חלק מחומצות האמינו נדירות בחלבוני הצמחים - למשל, ליזין ומתיונין. תושבי הארצות המפותחות מקבלים חומצות אמיניות אלה בדרך כלל מבשר. לעומת זאת, במדינות עניות לא מגדלים בשר בהיקף שיכול לספק מנת חלבון מספקת לכל נפש. מדינות אלה מתקשות גם לספק לכל התושבים מזון מן הצומח, שהוא - כאמור - דל בכמה חומצות אמיניות חשובות. באמצעות ההנדסה הגנטית הצליחו לשנות כמה גנים שאחראים על יצירת חלבוני אגירה בזרעים של גידולים חשובים. שינויים אלה העלו את רמת חומצות האמינו הנדרשות בגידולים שחקלאי הארצות המתפתחות רגילים להם. בדרך זו יוכלו חקלאי מדינות אלה להמשיך ולעסוק בחקלאות המסורתית שלה הם רגילים.

אנחנו נמצאים בתחילת המאה ה-21. התחממות כדור הארץ כבר איננה נבואה שחורה הנישאת בפי מדענים בלבד, אלא מציאות יומיומית שאת תוצאותיה מתחילים לחוש כבר עתה. עם בצורות קשות מצד אחד ושיטפונות קשים מצד שני, יקשה להבטיח מזון לכל אוכלוסיית העולם. אם לא נפעל, אנחנו עלולים למצוא את עצמנו עומדים מול מגפות ורעב בהיקפים שלא הכרנו. עכשיו הזמן להעביר את הטכנולוגיות ליצירתם של צמחים טרנסגניים ואת המוצרים הטרנסגניים עצמם למדינות המתפתחות. אבל כמו בכל תחום אחר, כמעט, המחסום שמונע מטכנולוגיות אלו להגיע למקום שבו הן הכי נדרשות - הוא המחסום הכלכלי.

ביבליוגרפיה:
כותר: מי יאכיל את העולם
מחבר: גפני, ידידיה (פרופ')
תאריך: אוגוסט 2001 , גליון 70
שם כתב העת: טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב בע''מ
הוצאה לאור: טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב
הערות לפריט זה: * פרופ' ידידיה גפני הוא מנהל המחלקה לגנטיקה במכון וולקני
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית