Rispetto ai bambini geneticamente modificati in Cina e ai progetti ambiziosi per salvare i mammut lanosi dall'estinzione, gli alberi biotecnologici potrebbero sembrare piuttosto noiosi.

Ma rilasciare alberi geneticamente modificati nelle foreste per contrastare le minacce alla salute delle foreste rappresenta una nuova frontiera della biotecnologia. Anche se le tecniche della biologia molecolare sono avanzate, gli esseri umani non hanno ancora rilasciato una pianta geneticamente modificata destinata a diffondersi e persistere in un ambiente non gestito. Gli alberi biotecnologici – geneticamente modificati o modificati geneticamente – offrono proprio questa possibilità.

Una cosa è chiara:le minacce che affliggono le nostre foreste sono molte, e la salute di questi ecosistemi sta peggiorando. Una valutazione del 2012 del servizio forestale degli Stati Uniti ha stimato che quasi il 7% delle foreste a livello nazionale rischia di perdere almeno un quarto della loro vegetazione arborea entro il 2027. Questa stima potrebbe non sembrare troppo preoccupante, ma è del 40% superiore alla stima precedente fatta solo sei anni prima.

Nel 2018, su richiesta di diverse agenzie federali statunitensi e della US Endowment for Forestry and Communities, le Accademie Nazionali delle Scienze, Ingegneria, e Medicine hanno formato un comitato per "esaminare il potenziale uso della biotecnologia per mitigare le minacce alla salute degli alberi forestali". Esperti, incluso me, uno scienziato sociale focalizzato sulle biotecnologie emergenti, stato chiesto di "identificare l'ambiente ecologico, etico, e le implicazioni sociali della diffusione della biotecnologia nelle foreste, e sviluppare un'agenda di ricerca per colmare le lacune nella conoscenza."

I membri del nostro comitato provenivano dalle università, agenzie federali e ONG e ha rappresentato una serie di discipline:biologia molecolare, economia, ecologia forestale, legge, allevamento di alberi, etica, genetica e sociologia delle popolazioni. Tutte queste prospettive erano importanti per considerare i molti aspetti e le sfide dell'uso della biotecnologia per migliorare la salute delle foreste.

Una crisi nelle foreste statunitensi

Il cambiamento climatico è solo la punta dell'iceberg. Le foreste affrontano temperature più elevate, siccità e più parassiti. Mentre merci e persone si spostano in tutto il mondo, ancora più insetti e agenti patogeni fanno l'autostop nelle nostre foreste.

Ci siamo concentrati su quattro casi di studio per illustrare l'ampiezza delle minacce forestali. La piralide del frassino smeraldo è arrivata dall'Asia e provoca una grave mortalità in cinque specie di frassini. Rilevato per la prima volta sul suolo degli Stati Uniti nel 2002, si era diffuso in 31 stati a partire da maggio 2018. Pino a corteccia bianca, una chiave di volta e specie fondamentale nelle alte quote degli Stati Uniti e del Canada, è attaccato dal coleottero del pino mugo autoctono e da un fungo introdotto. Più della metà del pino bianco negli Stati Uniti settentrionali e in Canada è morta.

I pioppi sono importanti per gli ecosistemi rivieraschi e per l'industria dei prodotti forestali. Un fungo patogeno nativo, Septoria musicale, ha iniziato a muoversi verso ovest, attaccando le popolazioni naturali di pioppo nero nelle foreste del Pacifico nord-occidentale e di pioppo ibrido coltivato intensivamente in Ontario. E il famigerato castagno peronospora, un fungo introdotto accidentalmente dall'Asia al Nord America alla fine del 1800, spazzato via miliardi di castagni americani.

Le biotecnologie possono venire in soccorso? Dovrebbe?

È complicato

Sebbene ci siano molte potenziali applicazioni della biotecnologia nelle foreste, come l'ingegneria genetica degli insetti nocivi per sopprimere le loro popolazioni, ci siamo concentrati in particolare sugli alberi biotecnologici in grado di resistere a parassiti e agenti patogeni. Attraverso l'ingegneria genetica, Per esempio, i ricercatori potrebbero inserire geni, da una specie simile o non imparentata, che aiutano un albero a tollerare o combattere un insetto o un fungo.

Si è tentati di presumere che il brusio e l'entusiasmo per l'editing genetico garantiranno un rapido, soluzioni facili ed economiche a questi problemi. Ma realizzare un albero biotecnologico non sarà facile. Gli alberi sono grandi e longevi, il che significa che la ricerca per testare la durata e la stabilità di un carattere introdotto sarà costosa e richiederà decenni o più. Inoltre, non sappiamo molto sui complessi ed enormi genomi degli alberi, rispetto ai preferiti di laboratorio come i moscerini della frutta e la pianta di senape, Arabidopsis .

Inoltre, perché gli alberi hanno bisogno di sopravvivere nel tempo e adattarsi ai cambiamenti degli ambienti, è essenziale preservare e incorporare la loro diversità genetica esistente in qualsiasi "nuovo" albero. Attraverso processi evolutivi, le popolazioni arboree hanno già molti importanti adattamenti a varie minacce, e perderli potrebbe essere disastroso. Quindi anche l'albero biotecnologico più fantasioso dipenderà in ultima analisi da un programma di allevamento ponderato e deliberato per garantire la sopravvivenza a lungo termine. Per queste ragioni, le Accademie Nazionali delle Scienze, Ingegneria, e medicina raccomanda di aumentare gli investimenti non solo nella ricerca biotecnologica, ma anche nell'allevamento arboreo, ecologia forestale e genetica delle popolazioni.

Sfide di supervisione

Il comitato ha rilevato che il quadro coordinato degli Stati Uniti per la regolamentazione delle biotecnologie, che distribuisce la supervisione federale dei prodotti biotecnologici tra agenzie come EPA, USDA e FDA, non è del tutto preparato a prendere in considerazione l'introduzione di un albero biotecnologico per migliorare la salute delle foreste.

Più ovviamente, i regolatori hanno sempre richiesto il contenimento di polline e semi durante le prove sul campo biotecnologiche per evitare la fuoriuscita di materiale genetico. Per esempio, al castagno biotecnologico non è stato permesso di fiorire per garantire che il polline transgenico non si diffondesse nel paesaggio durante le prove sul campo. Ma se gli alberi biotecnologici hanno lo scopo di diffondere i loro nuovi tratti, tramite semi e polline, introdurre la resistenza ai parassiti attraverso i paesaggi, allora saranno necessari studi di riproduzione selvatica. Questi non sono attualmente consentiti fino a quando un albero biotecnologico non sarà completamente deregolamentato.

Un'altra lacuna dell'attuale quadro è che alcuni alberi biotecnologici potrebbero non richiedere alcuna revisione speciale. L'USDA, Per esempio, è stato chiesto di prendere in considerazione un pino loblolly che è stato geneticamente modificato per una maggiore densità del legno. Ma poiché l'autorità di regolamentazione dell'USDA deriva dalla sua supervisione dei rischi dei parassiti delle piante, ha deciso di non avere alcuna autorità di regolamentazione su quell'albero biotecnologico. Rimangono domande simili per quanto riguarda gli organismi i cui geni vengono modificati utilizzando nuovi strumenti come CRISPR.

Il comitato ha osservato che le normative statunitensi non riescono a promuovere una considerazione completa della salute delle foreste. Sebbene la legge nazionale sulla politica ambientale a volte aiuti, è improbabile che alcuni rischi e molti potenziali benefici vengano valutati. È il caso degli alberi biotecnologici e di altri strumenti per contrastare parassiti e agenti patogeni, come l'allevamento di alberi, pesticidi e pratiche di gestione del sito.

Come si misura il valore di un bosco?

Le Accademie Nazionali delle Scienze, Ingegneria, and Medicine report suggerisce un quadro di "servizi ecosistemici" per considerare i vari modi in cui alberi e foreste forniscono valore agli esseri umani. Questi vanno dall'estrazione di prodotti forestali all'uso delle foreste per la ricreazione ai servizi ecologici forniti da una foresta:purificazione dell'acqua, protezione delle specie e stoccaggio del carbonio.

Il comitato ha anche riconosciuto che alcuni modi di valutare la foresta non rientrano nel quadro dei servizi ecosistemici. Per esempio, se alcuni vedono nelle foreste un "valore intrinseco, " allora hanno valore in sé e per sé, a parte il modo in cui gli umani li valutano e forse implicando una sorta di obbligo morale di proteggerli e rispettarli. Emergono anche questioni di "selvaggità" e "naturalezza".

Natura selvaggia?

Paradossalmente, un albero biotecnologico potrebbe aumentare e diminuire la natura selvaggia. Se la natura selvaggia dipende dalla mancanza di intervento umano, allora un albero biotecnologico ridurrà la natura selvaggia di una foresta. Ma forse così sarebbe un allevato convenzionalmente, albero ibrido che è stato deliberatamente introdotto in un ecosistema.

Cosa ridurrebbe maggiormente la natura selvaggia:l'introduzione di un albero biotecnologico o l'eradicazione di un'importante specie arborea? Non ci sono risposte giuste o sbagliate a queste domande, ma ci ricordano la complessità delle decisioni di utilizzare la tecnologia per migliorare la "natura".

Questa complessità indica una raccomandazione chiave delle Accademie Nazionali delle Scienze, Ingegneria, e Rapporto Medicina:dialogo tra esperti, stakeholder e comunità su come valorizzare le foreste, valutare i rischi e i potenziali benefici delle biotecnologie, e comprendere le complesse risposte del pubblico a qualsiasi potenziale intervento, comprese quelle che riguardano le biotecnologie. Questi processi devono essere rispettosi, deliberativo, trasparente e inclusivo.

Tali processi, come un workshop per gli stakeholder del 2018 sul castagno biotech, non cancellerà il conflitto né garantirà il consenso, ma hanno il potenziale per creare intuizioni e comprensione che possono alimentare decisioni democratiche informate da conoscenze esperte e valori pubblici.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.