ต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมอาจเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาป่าของอเมริกา

เมื่อเปรียบเทียบกับเด็กทารกที่ถูกตัดต่อยีนในประเทศจีนและโครงการที่มีความทะเยอทะยานในการช่วยเหลือช้างแมมมอ ธ จากการสูญพันธุ์ต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพอาจฟังดูน่าเชื่อ

แต่การปล่อยต้นไม้ที่ดัดแปลงพันธุกรรมเข้าไปในป่าเพื่อต่อต้านภัยคุกคามต่อสุขภาพของป่าไม้ถือเป็นแนวใหม่ในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ แม้ในขณะที่เทคนิคของอณูชีววิทยามีความก้าวหน้ามนุษย์ยังไม่ได้ปล่อยพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่มีวัตถุประสงค์เพื่อแพร่กระจายและคงอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีการจัดการ ต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพ - ดัดแปลงพันธุกรรมหรือตัดต่อยีน - นำเสนอโอกาสที่เป็นไปได้

สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน: ภัยคุกคามต่อป่าไม้ของเรามีอยู่มากมายและสุขภาพของระบบนิเวศเหล่านี้แย่ลงเรื่อย ๆ การประเมินผลปี 2555 โดย US Forest Service คาดว่าเกือบเจ็ดเปอร์เซ็นต์ของป่าทั่วประเทศกำลังตกอยู่ในอันตรายจากการสูญเสียพืชพันธุ์อย่างน้อยหนึ่งในสี่ภายในปี 2570 การประเมินนี้อาจไม่น่าเป็นห่วงเกินไป แต่สูงกว่าประมาณการเดิม 40% ทำเพียงหกปีก่อนหน้านี้

ในปี 2018 ตามคำร้องขอของหน่วยงานรัฐบาลกลางของสหรัฐอเมริกาหลายแห่งและองค์กรบริจาคเพื่อการป่าไม้และชุมชนแห่งสหรัฐอเมริกาสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติวิศวกรรมศาสตร์และการแพทย์ได้จัดตั้งคณะกรรมการเพื่อ“ ตรวจสอบการใช้เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อลดภัยคุกคามต่อสุขภาพต้นไม้ป่า” ผู้เชี่ยวชาญรวมถึงฉันนักวิทยาศาสตร์สังคมที่มุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีชีวภาพที่เกิดขึ้นใหม่ได้รับการขอให้“ ระบุความหมายของนิเวศวิทยาจริยธรรมและสังคมในการปรับใช้เทคโนโลยีชีวภาพในป่าไม้และพัฒนาวาระการวิจัยเพื่อแก้ไขช่องว่างของความรู้”

สมาชิกคณะกรรมการของเรามาจากมหาวิทยาลัยหน่วยงานรัฐบาลกลางและองค์กรพัฒนาเอกชนและเป็นตัวแทนของหลากหลายสาขาวิชา: อณูชีววิทยา, เศรษฐศาสตร์, นิเวศวิทยาป่าไม้, กฎหมาย, การผสมพันธุ์ต้นไม้, จริยธรรม, พันธุศาสตร์ประชากรและสังคมวิทยา มุมมองทั้งหมดเหล่านี้มีความสำคัญต่อการพิจารณาหลายแง่มุมและความท้าทายในการใช้เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อปรับปรุงสุขภาพป่าไม้

วิกฤตการณ์ในป่าของสหรัฐฯ

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นเพียงส่วนเล็ก ป่าเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นและความแห้งแล้งและศัตรูพืชมากขึ้น ในขณะที่สินค้าและผู้คนเคลื่อนที่ไปทั่วโลกแมลงและเชื้อโรคที่โบกรถเข้าไปในป่าของเรามากขึ้น

เรามุ่งเน้นไปที่กรณีศึกษาสี่กรณีเพื่อแสดงให้เห็นถึงความกว้างของภัยคุกคามป่า หนอนเจาะเถ้ามรกตมาจากเอเชียและทำให้เกิดการเสียชีวิตอย่างรุนแรงในต้นเถ้าห้าสายพันธุ์ ตรวจพบครั้งแรกบนดินของสหรัฐในปี 2545 มันแพร่กระจายไปยัง 31 รัฐ ณ เดือนพฤษภาคม 2561 ต้นสน Whitebark ซึ่งเป็นศิลาหลักและสายพันธุ์พื้นฐานในระดับสูงของสหรัฐอเมริกาและแคนาดาอยู่ภายใต้การโจมตีของด้วงสนภูเขาพื้นเมืองและเชื้อราที่แนะนำ มากกว่าครึ่งหนึ่งของต้นสน Whitebark ทางตอนเหนือของสหรัฐอเมริกาและแคนาดาเสียชีวิต

ต้นป็อปลาร์มีความสำคัญต่อระบบนิเวศชายฝั่งและอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์จากป่า เชื้อโรคเชื้อราพื้นเมือง Septoria musiva เริ่มเคลื่อนตัวไปทางตะวันตกโจมตีประชากรธรรมชาติของต้นฝ้ายดำในป่าแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและต้นป็อปลาร์ไฮบริดที่เพาะปลูกอย่างหนาแน่นในออนแทรีโอ และต้นเกาลัดที่น่าอับอายซึ่งเป็นเชื้อราที่ถูกนำมาใช้โดยไม่ตั้งใจจากเอเชียถึงอเมริกาเหนือในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ได้กำจัดต้นเกาลัดอเมริกันนับพันต้น

เทคโนโลยีชีวภาพสามารถช่วยชีวิตได้หรือไม่? ควรเป็น?

มันซับซ้อน

แม้ว่าจะมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพในป่าหลายอย่างเช่นแมลงศัตรูพืชพันธุวิศวกรรมเพื่อกำจัดประชากรของพวกมัน แต่เรามุ่งเน้นเฉพาะต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพที่สามารถต้านทานศัตรูพืชและเชื้อโรคได้ ยกตัวอย่างเช่นทางพันธุวิศวกรรมนักวิจัยสามารถใส่ยีนจากสิ่งมีชีวิตที่คล้ายกันหรือไม่เกี่ยวข้องซึ่งช่วยให้ต้นไม้ทนหรือต่อสู้กับแมลงหรือเชื้อราได้

การดึงดูดให้สมมติว่าเสียงกระหึ่มและความกระตือรือร้นสำหรับการแก้ไขยีนจะรับประกันวิธีแก้ปัญหาที่รวดเร็วง่ายและราคาถูก แต่การสร้างต้นไม้เทคโนชีวภาพนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ต้นไม้มีขนาดใหญ่และมีอายุยืนยาวซึ่งหมายความว่าการวิจัยเพื่อทดสอบความทนทานและความมั่นคงของคุณลักษณะที่แนะนำจะมีราคาแพงและใช้เวลานานหลายสิบปีหรือนานกว่านั้น นอกจากนี้เรายังไม่รู้เกี่ยวกับจีโนมที่ซับซ้อนและใหญ่โตของต้นไม้มากนักเมื่อเทียบกับรายการโปรดของแล็บเช่นแมลงวันผลไม้และพืชมัสตาร์ด Arabidopsis.

นอกจากนี้เนื่องจากต้นไม้ต้องการที่จะอยู่รอดได้ตลอดเวลาและปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงจึงจำเป็นที่จะต้องรักษาและรวมความหลากหลายทางพันธุกรรมที่มีอยู่ของพวกมันไว้ในต้นไม้ "ใหม่" ด้วยกระบวนการวิวัฒนาการประชากรต้นไม้มีการปรับตัวที่สำคัญหลายอย่างต่อการคุกคามที่หลากหลายและการสูญเสียสิ่งเหล่านั้นอาจเป็นหายนะ ดังนั้นแม้แต่ต้นไม้เทคโนชีวภาพที่เพ้อฝันที่สุดก็ขึ้นอยู่กับโปรแกรมการผสมพันธุ์ที่รอบคอบและรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีชีวิตรอดในระยะยาว ด้วยเหตุผลเหล่านี้คณะกรรมการวิชาการวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์แห่งชาติขอแนะนำให้เพิ่มการลงทุนไม่เพียง แต่ในการวิจัยด้านเทคโนโลยีชีวภาพ แต่ยังรวมถึงการปรับปรุงพันธุ์ต้นไม้นิเวศวิทยาป่าไม้และพันธุศาสตร์ประชากร

การกำกับดูแลความท้าทาย

คณะกรรมการพบว่ากรอบการประสานงานของสหรัฐสำหรับการควบคุมด้านเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งจัดจำหน่ายการกำกับดูแลของรัฐบาลกลางของผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพระหว่างหน่วยงานเช่น EPA, USDA และ FDA ไม่ได้เตรียมที่จะพิจารณาการแนะนำต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อปรับปรุงสุขภาพป่า

เห็นได้ชัดว่าหน่วยงานกำกับดูแลจำเป็นต้องมีการบรรจุละอองเรณูและเมล็ดในระหว่างการทดลองภาคสนามเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อหลีกเลี่ยงการหลบหนีของสารพันธุกรรม ตัวอย่างเช่นเกาลัดเทคโนโลยีชีวภาพไม่ได้รับอนุญาตให้ออกดอกเพื่อให้แน่ใจว่าละอองเรณูดัดแปรพันธุกรรมจะไม่ระเบิดข้ามทิวทัศน์ในระหว่างการทดลองภาคสนาม แต่ถ้าต้นไม้เทคโนชีวภาพมีจุดประสงค์เพื่อกระจายลักษณะใหม่ของพวกเขาผ่านเมล็ดและละอองเกสรดอกไม้เพื่อแนะนำการต้านทานศัตรูพืชข้ามภูมิประเทศการศึกษาการแพร่พันธุ์ของป่าจึงมีความจำเป็น สิ่งเหล่านี้ไม่ได้รับอนุญาตในปัจจุบันจนกว่าต้นไม้เทคโนชีวภาพได้รับการยกเลิกอย่างสมบูรณ์

ข้อบกพร่องของกรอบการทำงานในปัจจุบันก็คือต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพบางต้นอาจไม่ต้องการการตรวจสอบพิเศษใด ๆ เลย ยกตัวอย่างเช่น USDA ได้ถูกขอให้พิจารณาไม้สนที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อความหนาแน่นของไม้ที่มากขึ้น แต่เนื่องจากหน่วยงานกำกับดูแลของ USDA เกิดจากการกำกับดูแลความเสี่ยงของศัตรูพืชจึงตัดสินใจว่ามันไม่มีหน่วยงานกำกับดูแลใด ๆ บนต้นเทคโนโลยีชีวภาพนั้น คำถามที่คล้ายกันยังคงอยู่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่ยีนถูกแก้ไขโดยใช้เครื่องมือใหม่เช่น CRISPR

คณะกรรมการตั้งข้อสังเกตว่ากฎระเบียบของสหรัฐอเมริกาล้มเหลวในการส่งเสริมการพิจารณาที่ครอบคลุมของสุขภาพป่าไม้ ถึงแม้ว่าพระราชบัญญัตินโยบายสิ่งแวดล้อมแห่งชาติจะให้ความช่วยเหลือในบางครั้งความเสี่ยงและผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นมากมายนั้นไม่น่าจะได้รับการประเมิน นี่เป็นกรณีของต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพเช่นเดียวกับเครื่องมืออื่น ๆ ในการต่อต้านศัตรูพืชและเชื้อโรคเช่นการปรับปรุงพันธุ์ต้นไม้ยาฆ่าแมลงและการจัดการสถานที่

คุณวัดมูลค่าของป่าได้อย่างไร

รายงานสถาบันการศึกษาวิทยาศาสตร์วิศวกรรมศาสตร์และการแพทย์แห่งชาติเสนอกรอบการทำงานของ "ระบบนิเวศบริการ" สำหรับการพิจารณาวิธีการต่างๆที่ต้นไม้และป่าไม้ให้คุณค่าแก่มนุษย์ ช่วงเหล่านี้มีตั้งแต่การสกัดผลิตภัณฑ์จากป่าไปจนถึงการใช้ป่าเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจไปจนถึงการบริการด้านนิเวศวิทยาที่ป่าไม้จัดหา - การทำน้ำให้บริสุทธิ์การป้องกันพันธุ์และการเก็บคาร์บอน

คณะกรรมการยังรับทราบด้วยว่าวิธีการประเมินมูลค่าป่าไม้บางวิธีไม่สอดคล้องกับกรอบการให้บริการของระบบนิเวศ ตัวอย่างเช่นหากบางคนเห็นว่าป่ามี“ คุณค่าที่แท้จริง” จากนั้นพวกเขาก็มีคุณค่าในตัวของมันเองนอกเหนือจากที่มนุษย์เห็นคุณค่าของพวกเขาและบางทีอาจหมายถึงภาระหน้าที่ทางศีลธรรมในการปกป้องและเคารพพวกเขา ปัญหาของ“ ความดุร้าย” และ“ ความเป็นธรรมชาติ” ก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน

ธรรมชาติป่า

ต้นไม้เทคโนโลยีชีวภาพสามารถเพิ่มและลดความดุร้ายได้ หากความดุร้ายขึ้นอยู่กับการขาดการแทรกแซงของมนุษย์ต้นไม้เทคโนชีวภาพจะลดความดุร้ายของป่า แต่อาจเป็นเช่นนั้นเพื่อให้ได้ต้นไม้ลูกผสมที่ได้รับการแนะนำในระบบนิเวศ

ซึ่งจะลดความดุร้ายมากขึ้น - การแนะนำของต้นไม้เทคโนชีวภาพหรือการกำจัดของสายพันธุ์ต้นไม้ที่สำคัญ? ไม่มีคำตอบที่ถูกหรือผิดสำหรับคำถามเหล่านี้ แต่พวกเขาเตือนเราถึงความซับซ้อนของการตัดสินใจที่จะใช้เทคโนโลยีเพื่อยกระดับ“ ธรรมชาติ”

ความซับซ้อนนี้ชี้ไปที่คำแนะนำที่สำคัญของรายงานของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติวิศวกรรมศาสตร์และการแพทย์: การหารือระหว่างผู้เชี่ยวชาญผู้มีส่วนได้ส่วนเสียและชุมชนเกี่ยวกับวิธีการให้ความสำคัญกับป่าไม้ประเมินความเสี่ยงและผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีชีวภาพ การแทรกแซงรวมถึงผู้ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีชีวภาพ กระบวนการเหล่านี้จะต้องมีความเคารพสุขุมรอบคอบโปร่งใสและครอบคลุม

กระบวนการดังกล่าวเช่นการประชุมเชิงปฏิบัติการผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในปี 2561 บนเกาลัดเทคโนโลยีชีวภาพจะไม่ลบความขัดแย้งหรือแม้กระทั่งรับประกันความเห็นพ้องกัน แต่พวกเขามีศักยภาพที่จะสร้างความเข้าใจและความเข้าใจที่สามารถป้อนเข้าสู่การตัดสินใจในระบอบประชาธิปไตย

บทความนี้มีการเผยแพร่ครั้งแรกใน The Conversation โดย Jason A. Delborne อ่านบทความต้นฉบับที่นี่