Gli alberi biotecnologici geneticamente modificati possono essere la chiave per salvare le foreste americane

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

Ma il rilascio di 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 che è 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 da parte del Servizio Forestale degli Stati Uniti ha stimato che quasi il 7% delle foreste a livello nazionale rischia di perdere almeno un quarto della vegetazione degli alberi entro il 2027. Questa stima potrebbe non sembrare troppo preoccupante, ma è superiore del 40% rispetto alla stima precedente fatto solo sei anni prima.

Nel 2018, su richiesta di diverse agenzie federali statunitensi e del Fondo per le foreste e le comunità statunitensi, le Accademie nazionali di scienze, ingegneria e medicina hanno costituito un comitato per "esaminare il potenziale uso delle biotecnologie per mitigare le minacce alla salute degli alberi forestali". Agli esperti, incluso me, scienziato sociale incentrato sulle biotecnologie emergenti, è stato chiesto di "identificare le implicazioni ecologiche, etiche e sociali dell'impiego delle biotecnologie nelle foreste e di sviluppare un programma di ricerca per colmare le lacune nella conoscenza".

I membri del nostro comitato provenivano da università, agenzie federali e ONG e rappresentavano una serie di discipline: biologia molecolare, economia, ecologia forestale, diritto, allevamento, etica, genetica delle popolazioni e sociologia. 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 degli Stati Uniti

Il cambiamento climatico è solo la punta dell'iceberg. Le foreste affrontano temperature più elevate e siccità e altri parassiti. Mentre merci e persone si muovono 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 alle foreste. Il piralide smeraldo è arrivato dall'Asia e causa gravi mortalità in cinque specie di frassini. Rilevato per la prima volta sul suolo americano nel 2002, si era diffuso in 31 stati a partire da maggio 2018. Il pino bianco, una pietra angolare e una specie fondamentale in alte altezze degli Stati Uniti e del Canada, è attaccato dallo scarafaggio del pino montano e da un fungo introdotto. Più della metà del pino bianco degli Stati Uniti e del Canada sono morti.

Gli alberi di pioppo sono importanti per gli ecosistemi ripariali e per l'industria dei prodotti forestali. Un agente patogeno fungino nativo, La musica di Septoria, ha iniziato a spostarsi verso ovest, attaccando popolazioni naturali di cotone nero nelle foreste del Pacifico nord-occidentale e in pioppo ibrido coltivato intensivamente in Ontario. E la famigerata peronospora della castagna, un fungo introdotto casualmente dall'Asia nel Nord America alla fine del 1800, spazzò 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 la protezione genetica da insetti nocivi per la loro popolazione, ci siamo concentrati in particolare sugli alberi biotech che potrebbero resistere a parassiti e agenti patogeni. Attraverso l'ingegneria genetica, ad esempio, i ricercatori potrebbero inserire geni, da una specie simile o non correlata, che aiutano un albero a tollerare o combattere un insetto o un fungo.

È allettante supporre che il ronzio e l'entusiasmo per l'editing genetico garantiscano soluzioni rapide, facili ed economiche a questi problemi. Ma fare 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 tratto introdotto sarà costosa e richiederà decenni o più. Inoltre, non sappiamo molto sul genoma complesso ed enorme degli alberi, rispetto ai preferiti di laboratorio come i moscerini della frutta e la pianta di senape, Arabidopsis.

Inoltre, poiché gli alberi devono sopravvivere nel tempo e adattarsi agli ambienti in evoluzione, è essenziale preservare e incorporare la loro diversità genetica esistente in qualsiasi "nuovo" albero. Attraverso i processi evolutivi, le popolazioni arboree hanno già molti importanti adattamenti alle varie minacce, e perdere quelle potrebbe essere disastroso. Quindi anche il più bizzarro albero biotecnologico dipenderà in definitiva da un programma di allevamento attento e ponderato per garantire la sopravvivenza a lungo termine. Per questi motivi, il comitato nazionale delle accademie delle scienze, ingegneria e medicina raccomanda di aumentare gli investimenti non solo nella ricerca biotecnologica, ma anche nell'allevamento di alberi, nell'ecologia forestale e nella genetica delle popolazioni.

Sfide di supervisione

Il comitato ha rilevato che il quadro coordinato statunitense per la regolamentazione della biotecnologia, che distribuisce la supervisione federale dei prodotti biotecnologici tra agenzie come EPA, USDA e FDA, non è del tutto pronto a considerare l'introduzione di un albero biotecnologico per migliorare la salute delle foreste.

Ovviamente, i regolatori hanno sempre richiesto il contenimento di polline e semi durante le prove sul campo biotech per evitare la fuga di materiale genetico. Ad esempio, alla castagna biotech non è stato permesso di fiorire per garantire che il polline transgenico non soffiasse attraverso il paesaggio durante le prove sul campo. Ma se gli alberi biotecnologici sono destinati a diffondere i loro nuovi tratti, attraverso semi e polline, per introdurre la resistenza dei parassiti attraverso i paesaggi, allora saranno necessari studi di riproduzione selvaggia. Questi non sono attualmente consentiti fino a quando un albero biotecnologico non è completamente deregolato.

Un'altra lacuna dell'attuale quadro è che alcuni alberi biotecnologici potrebbero non richiedere alcuna revisione speciale. L'USDA, per esempio, è stato invitato a considerare un pino loblolly che è stato geneticamente progettato per una maggiore densità del legno. Ma poiché l'autorità di regolamentazione dell'USDA deriva dalla sua supervisione dei rischi fitosanitari, ha deciso di non avere alcuna autorità di regolamentazione su tale albero biotecnologico. Rimangono domande simili riguardo agli organismi i cui geni sono modificati usando nuovi strumenti come CRISPR.

Il comitato ha osservato che i regolamenti statunitensi non riescono a promuovere una considerazione globale della salute delle foreste. Sebbene talvolta la National Environmental Policy Act contribuisca, è improbabile che vengano valutati alcuni rischi e molti potenziali benefici. Questo è il caso degli alberi biotecnologici e di altri strumenti per contrastare parassiti e patogeni, come la riproduzione di alberi, i pesticidi e le pratiche di gestione del sito.

Come si misura il valore di una foresta?

Il rapporto National Academies of Sciences, Engineering and Medicine suggerisce una struttura di "servizi ecosistemici" per considerare i vari modi in cui alberi e foreste forniscono valore agli umani. Si va dall'estrazione di prodotti forestali all'uso di foreste per la ricreazione ai servizi ecologici forniti da una foresta - depurazione delle acque, 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. Ad esempio, se le foreste sono viste da alcuni come "valore intrinseco", allora hanno valore in sé e per sé, a parte il modo in cui gli umani le valutano e forse implicano una sorta di obbligo morale di proteggerle e rispettarle. Anche i problemi di "wildness" e "naturalness" emergono.

Natura selvaggia?

Paradossalmente, un albero biotecnologico potrebbe aumentare e diminuire la natura selvaggia. Se la wildness dipende da una mancanza di intervento umano, allora un albero biotech ridurrà la natura selvaggia di una foresta. Ma forse lo sarebbe anche un albero ibrido allevato in modo convenzionale che è stato deliberatamente introdotto in un ecosistema.

Quale ridurrebbe maggiormente la natura selvaggia - l'introduzione di un albero biotech o l'eradicazione di una specie di albero importante? Non ci sono risposte giuste o sbagliate a queste domande, ma ci ricordano la complessità delle decisioni di usare la tecnologia per migliorare la "natura".

Questa complessità indica una raccomandazione chiave del rapporto National Academies of Sciences, Engineering and Medicine: dialogo tra esperti, parti interessate e comunità su come valorizzare le foreste, valutare i rischi e i potenziali benefici della biotecnologia e comprendere risposte pubbliche complesse a qualsiasi potenziale interventi, compresi quelli che riguardano la biotecnologia. Questi processi devono essere rispettosi, deliberativi, trasparenti e inclusivi.

Tali processi, come un workshop del 2018 delle parti interessate sulla castagna biotech, non cancelleranno i conflitti né garantiranno il consenso, ma hanno il potenziale per creare intuizioni e comprensione che possono alimentare decisioni democratiche che sono informate da conoscenze specialistiche e valori pubblici.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Jason A. Delborne. Leggi l'articolo originale qui.