في الآونة الأخيرة، أصبح نقص الموارد، والتلوث البيئي، وتغير المناخ من القضايا الخطيرة على نحو متزايد، مما يشكل تهديدا خطيرا لسلامة المحاصيل العالمية. لذلك، لضمان أمن المحاصيل، نحتاج إلى إيجاد طريقة فعالة لإنتاج المزيد من المحاصيل في مساحات محدودة. وعلينا أن نعمل بسرعة لتطوير الأساليب التي تسمح لنا بإنتاج منتجات زراعية أكثر مغذية ووفيرة.
95% من الغذاء في العالم يتم إنتاجه من التربة. ومع ذلك، شهدت الزراعة التقليدية، رغم تحقيقها عوائد عالية، انخفاضًا كبيرًا في نسبة المدخلات إلى المخرجات من الأسمدة والمبيدات الحشرية. ويمكن وصف الحالة الراهنة للتربة بأنها "مالحة وحامضة ومحملة بالسماد الطبيعي"، مما يزيد من الضغط على بيئات التربة. لقد تدهور بالفعل ثلث التربة في العالم. ويقدر الخبراء أنه بحلول عام 2050، يمكن أن يؤدي تآكل التربة إلى انخفاض بنسبة 10٪ في غلات المحاصيل. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاستخدام غير العلمي والمفرط للمبيدات الحشرية يشكل تحديات كبيرة لسلامة الغذاء والأمن البيئي وصحة الإنسان!
وبحسب أحدث تقرير لمنظمة الأغذية والزراعة لعام 2023 حول "حالة الأمن الغذائي والتغذية في العالم": في عام 2022، كان 2.4 مليار شخص يعانون من انعدام الأمن الغذائي المتوسط أو الشديد، وهو ما يمثل حوالي 30% من سكان العالم. ويقدر الخبراء أنه بحلول عام 2050، سيزيد عدد سكان العالم بمقدار 2 مليار نسمة، ويجب أن يرتفع إنتاج الغذاء العالمي بنسبة 70٪ لتلبية الطلب المتزايد على الغذاء. ويترجم هذا إلى زيادة سنوية مطلوبة قدرها 2.2%، وهي وتيرة يصعب تحقيقها حاليًا باستخدام الممارسات الزراعية الحالية وغير مستدامة من منظور بيئي.
وتطرح الأزمة الغذائية، المقترنة بمحدودية تنمية الأراضي الصالحة للزراعة ونموها، المزيد من التحديات أمام الإنتاج الزراعي. ولذلك، هناك حاجة ماسة إلى حلول مبتكرة لتعزيز كفاءة إنتاج الغذاء والجودة التغذوية. إن البيولوجيا التركيبية، باعتبارها واحدة من التكنولوجيات الاستراتيجية الأكثر ريادة وإحداث تغيير جذري في العلوم الزراعية، تبشر بالخير للتغلب على الاختناقات الزراعية التقليدية وقيود الموارد.
ما هي البيولوجيا الاصطناعية؟
البيولوجيا التركيبية هي مجال دراسة جديد ومتكامل يتناقض مع نهج التحليل "من الأعلى إلى الأسفل" لبيولوجيا الأنظمة. إنه يطور استراتيجياتنا البحثية التقليدية إلى آفاق جديدة. غالبًا ما يتم الترحيب به باعتباره المفتاح لفهم الحياة والتكنولوجيا الثورية التي يمكن أن تغير المستقبل، ويُنظر إليه على أنه "الثورة الثالثة في العلوم البيولوجية" ويمثل مسارًا تكنولوجيًا حاسمًا لقفزة البشرية من فهم الحياة إلى تصميمها. وتبشر قدراتها الهندسية بتقديم مساهمات كبيرة في حل القضايا الرئيسية في مجالات الصحة والطاقة والغذاء والبيئة.
ومن الناحية التطبيقية، أظهرت تكنولوجيا البيولوجيا التركيبية بالفعل نتائج أولية في مجال الابتكار الغذائي الزراعي، مما يمثل جانبًا مهمًا من الأمن الغذائي. ووفقا لأبحاث BCC، فإن أسرع نمو هو في قطاعي الأغذية والزراعة، حيث يبلغ معدل النمو المركب السنوي حوالي 64٪ من عام 2019 إلى عام 2024. وتشير إحصاءات معهد علم الوراثة وعلم الأحياء التنموي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم إلى أن البيولوجيا التخليقية توفر منتجات التصنيع حاليًا ما بين 30% إلى 50% من الطاقة وتقلل من الانبعاثات، مع إمكانية وصول الإمكانات المستقبلية إلى 50% إلى 70%.
ستكون تكنولوجيا البيولوجيا التركيبية مجالًا رئيسيًا في استراتيجيات العلوم والتكنولوجيا الزراعية المستقبلية. ومن المتوقع أن تركز البيولوجيا التركيبية الزراعية في المستقبل على الاختراقات في عملية التمثيل الضوئي الفعال، وتثبيت النيتروجين البيولوجي، ومقاومة الإجهاد البيولوجي، والعوامل البيولوجية، والأغذية المستقبلية. وبحلول عام 2035، من المتوقع أن تؤدي هذه التطورات إلى تقليل استخدام المبيدات الحشرية والأسمدة الكيميائية بنسبة تزيد عن 30%، وزيادة كفاءة التمثيل الضوئي بنسبة 50%، وزيادة الإنتاجية بنسبة 10% إلى 20%.
ويتطلب تطوير أنواع جديدة من الإنتاجية التخلي عن نماذج النمو الاقتصادي التقليدية والتركيز بدلا من ذلك على تعزيز الإنتاجية لدفع ودعم التنمية عالية الجودة. وفي القطاعات الرئيسية الجديدة التي حددتها الدولة، تعد تكنولوجيا البيولوجيا التركيبية محركًا حاسمًا للنهوض بأنواع جديدة من الإنتاجية.
وباعتبارها قوة زراعية، تواجه الصين ضغوطا مزدوجة تتمثل في الطلب الجامد على إنتاج الحبوب والقيود المفروضة على الموارد والبيئة. ويبلغ نصيب الفرد من الأراضي الصالحة للزراعة في الصين حوالي 40% من المتوسط العالمي، ومعدل استخدام المواد الكيميائية الزراعية والأسمدة لا يتجاوز 30% إلى 35%. وقد أدى سوء استخدام الأسمدة والمبيدات الحشرية إلى مشاكل خطيرة مثل تدهور التربة، والتلوث البيئي، والمخاوف المتعلقة بسلامة الأغذية.
ولذلك، هناك حاجة ملحة لاستخدام تكنولوجيا البيولوجيا التركيبية لتحسين كفاءة الموارد بشكل كبير مثل الضوء والأسمدة والمياه والأرض. وهذا من شأنه أن يعزز القدرة التنافسية الدولية للصناعة، ويعزز التنمية السريعة للزراعة الحديثة في الصين، ويضمن الأمن الغذائي والسلامة البيئية والصحة العامة.
إن تطوير البيولوجيا التخليقية يتماشى مع أهداف "الكربون المزدوج" في الصين، ومقارنة بالتقنيات التقليدية، فإنه يوفر فوائد بيئية أكبر ومزايا من حيث التكلفة. منذ عام 2020، أصدرت مختلف الهيئات الحكومية، بما في ذلك اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح، ووزارة العلوم والتكنولوجيا، ووزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، بالإضافة إلى المناطق الاقتصادية الرئيسية، سياسات لتعزيز تطوير البيولوجيا التركيبية.
أبرز مؤتمر الأكاديمية الصينية للعلوم والأكاديمية الصينية للهندسة لعام 2021 أن "دقة الابتكار التكنولوجي زادت بشكل كبير، ودخلت الأبحاث المتعلقة بالجزيئات البيولوجية والجينات مرحلة التنظيم الدقيق، والانتقال من فهم الحياة وتعديلها إلى تركيب وتصميم الحياة". ".
في 10 مايو 2022، أصدرت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح "الخطة الخمسية الرابعة عشرة لتنمية الاقتصاد الحيوي"، والتي تنص صراحة على أن الاقتصاد الحيوي، بما في ذلك البيولوجيا التركيبية، هو محرك جديد للتحول الاقتصادي في الصين.
وفي الوقت نفسه، فإن نضج التقنيات الأساسية وما نتج عنه من انخفاض في التكاليف قد أرسى الأساس للتطور السريع للبيولوجيا التركيبية وأتاح الفرص لمزيد من الشركات لدخول هذا المجال.
لقد ظل إنتاج الحبوب في الصين عند مستوى مرتفع يبلغ 1.3 تريليون كيلوغرام لعدة سنوات، وتتزايد صعوبة تحقيق المزيد من التقدم. اقترحت الوثيقة المركزية رقم 1 هذا العام تنفيذ جولة جديدة من الإجراءات لزيادة الطاقة الإنتاجية للحبوب بمقدار مائة مليار كجم. لقد أكد مؤتمر العمل الاقتصادي المركزي الأخير بوضوح على الحاجة إلى ضمان إمدادات مستقرة وآمنة من المنتجات الزراعية المهمة، وإنشاء رؤية واسعة للزراعة والغذاء، وتحويل الزراعة إلى صناعة حديثة واسعة النطاق.
وقت النشر: 02 أغسطس 2024
