Bayer kooperiert mit Startup, um Pflanzen zu entwickeln, die sich selbst befruchten können

Zuerst, Eine Grundierung

Um zu verstehen, was diese neue Gruppe zu tun versucht, bedarf es zunächst einer kurzen Auffrischung der Biochemie:Pflanzen brauchen Stickstoff, und Stickstoff kann natürlicherweise in der Luft und im Boden herumschweben. Scheint ein gutes Spiel zu sein, rechts? Nicht ganz. Pflanzen können diesen Stickstoff nicht einfach so aufsaugen, wie er ist; es muss in eine Form umgewandelt werden, die sie tatsächlich aufnehmen können. Die meisten Pflanzen können dies nicht selbst, so antworten sie auf einen Helfer.

Bei einigen Kulturpflanzen vor allem Hülsenfrüchte wie Bohnen, Erbsen, und Linsen, dieser Helfer ist ein Bakterium aus der Familie der Rhizobia. Dieses Bakterium ist erstaunlich und lebenswichtig und unangekündigt! Es lebt im Boden, ziemlich ruhend, bis es eine Wirtspflanze findet, die es mag. Dann klinkt es sich an die Wurzeln der Pflanze, auf denen es beginnt, diese kleinen kugelförmigen Knötchen zu bilden. Dies ist keine parasitäre Beziehung – die Bakterien brauchen die Pflanze, und die Pflanze braucht auch die Bakterien. Nachdem es ein Knötchen gebildet hat, die Bakterien führen eine Aktion aus, die als „Stickstofffixierung“ bezeichnet wird. “, in dem es Stickstoff in Ammoniak umwandelt. Ammoniak ist eine Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff – der Wasserstoff ist auch in der Luft und im Boden vorhanden, darauf warten, dass etwas verwendet wird – und Pflanzen können es sofort verschlingen. Also erzeugen die Bakterien all dieses köstliche Ammoniak im Boden, Es ist reich und fruchtbar für alle Pflanzen, die als nächstes dort wachsen möchten. Alle gewinnen:Die Bakterien wachsen, und die Pflanze (und der Boden, und der Planet) wird gesünder.

Andere Pflanzen, insbesondere Gräser wie Mais und Weizen, ziehen diese stickstofffixierenden Bakterien nicht an. (Wir wissen nicht genau warum, das ist eines der Dinge, die dieses neue Unternehmen herauszufinden versucht.) Das bedeutet, dass wir Menschen als Helfer eingreifen müssen, um diese Pflanzen in der benötigten Menge anzubauen, Und das tun wir, indem wir den Stickstoff selbst in Form von Dünger fixieren. Die FAO schätzt, dass bis 2018 der weltweite Düngemittelverbrauch wird 200 Millionen Tonnen überschreiten, die viele hat, viele negative Auswirkungen. Für die Herstellung wird Erdöl oder Erdgas benötigt – beides gute Wasserstoffquellen, einer der Hauptbestandteile von Ammoniak – und ist explosionsgefährdet. Es ist auch, selbstverständlich, verheerend für die Umwelt; übermäßiger Düngereinsatz fließt in Gewässer, vergiftende Fische, verursacht Algenblüten, und im Allgemeinen die natürliche Welt zu zerstören.

Es gibt viele Bemühungen, den Düngemitteleinsatz zu reduzieren; manchmal handelt es sich dabei um High-Tech-Anwendungen, oder manchmal mit nachhaltigen Praktiken wie der Fruchtfolge. (Letztere Zyklen stickstofffixierende Pflanzen, wie Linsen, mit Stickstoff nutzlosen Pflanzen, wie Mais.) Aber diese neue Zusammenarbeit zwischen Bayer und Gingko Bioworks versucht etwas anderes.

Was wäre, wenn Mais Stickstoff selbst reparieren könnte?

Die Idee hier ist, dass einige Pflanzen diese hilfreichen Bakterien anlocken, und manche nicht. Was wäre, wenn wir einen Weg finden könnten, diese hilfreichen Bakterien dazu zu bringen, sich an den Wurzeln von Pflanzen zu verklumpen, an denen sie nicht viel Interesse gezeigt haben, wie Mais? Theoretisch, dies wäre ein gewaltiger Fortschritt:Mais (nur als Beispiel) könnte plötzlich in der Lage sein,- wie Hülsenfrüchte, wandeln natürlich vorkommenden Stickstoff in Ammoniak um, das es verwenden kann. Plötzlich wird der Bedarf an Düngemitteln drastisch reduziert oder ganz eliminiert – ebenso wie der Erdgasverbrauch und die Belastung durch Düngemittel.

Dies ist ein unglaublich schwieriges Projekt; sie müssen analysieren, sagt Wired, Hunderttausende verschiedener Bakterien, um Eigenschaften zu finden, nach denen sie suchen, und dann in einem Labor mit diesen Eigenschaften maßgeschneiderte Bakterien züchten, und dann herausfinden, wie man diese neuen maßgeschneiderten Bakterien in eine verkaufsfähige Form (wie eine Samenbeschichtung) bringt. Es wurde noch nie gemacht. Aber das Unternehmen ist optimistisch; Sie weisen darauf hin, dass die Bakterien, die auf Hülsenfrüchten glommen, eine symbiotische Beziehung mit der Pflanze haben – es Likes die Bakterien dort haben. Sie hoffen also, einen Weg finden zu können, diese symbiotische Beziehung zu einer Pflanze zu bringen, die sie noch nicht erlebt hat.

Wer ist hier das Ziel?

Dies könnte zwar wirklich eine weltverändernde Leistung sein, wenn das neue Unternehmen das Puzzle knacken kann, Es ist erwähnenswert, dass die Bewegung für nachhaltige Landwirtschaft bereits einige Lösungen für diese Probleme hat. Fruchtfolge, gibt Hülsenfrüchten und anderen stickstofffixierenden, bakterienfreundlichen Pflanzen die Möglichkeit, Ammoniak in den Boden zu injizieren. Organische Düngemittel, die nicht aus Erdöl oder Erdgas hergestellt werden, langsam zersetzen, eine längerfristige Lösung ohne ein so großes Abflussrisiko zu bieten. Deckfrüchte, wie Klee und Roggen, kann direkt nach einer Sommerernte gepflanzt werden, Rückführung von Ammoniak in den Boden, bevor die Ernte des nächsten Jahres ausgesät wird. Diese, und mehr, sind Lösungen, die bereits existieren – aber das neue Unternehmen richtet sich nicht an Landwirte, die diese Methoden bereits anwenden. Das Unternehmen Bayer/Gingko Bioworks richtet sich an Monokultur-Großbauern, und könnte theoretisch eine große Hilfe bei der Reduzierung des Düngemitteleinsatzes sein. Aber es ist sicherlich nicht der einzige Weg nach vorne.