BenAzot, doğada en çok bulunan elementlerden biridir ve soluduğumuz havanın %78’ini oluşturur ancak bitkilerin büyümesi için gerekli formda değildir. Bitkiler tarafından absorbe edilmeye hazır alternatif nitrojen formlarının araştırılması, toprak verimliliğinin artırılması ve 10 milyar sınırına yaklaşan insanlığın beslenmesi için hayati önem taşıyor. Nitrojene olan talep 19. yüzyılda o kadar büyüktü ki, bol guano ile ünlü bazı Güney Amerika adalarının kontrolü için iki savaş yapıldı.
Hidrokarbonlara dayalı bir süreç
Daha sonra Haber-Bosch süreci ortaya çıktı ve hidrokarbonlara dayalı endüstriyel bir süreçle mahsul yetiştirerek dünyanın nitrojen açlığını giderdi. O zamandan beri çiftçilik kolaylaştı ve fosil yakıtlar insanlığı besledi. İki Alman kimyager olmasaydı, dünyada yaklaşık 4 milyarımızın olmayacağı tahmin ediliyor.
Ancak bir asırdan fazla bir süre sonra, sentetik gübre sorunu doruğa ulaşıyor: Bir yandan küresel sera gazı emisyonlarının %2,5’ini üretiyor (hava taşımacılığından daha fazla), diğer yandan yarısı israf ediliyor. Tarlalarda kalmak suların kirlenmesine, yosun çoğalmasına ve dünya denizlerinde devasa ölü bölgelerin oluşmasına neden oluyor. Üstelik çiftçileri UralChem veya EuroChem gibi petrol devlerine ve Rusya gibi petro devletlere bağımlı hale getiriyorlar. Dünyayı yakmadan güvenilir bir şekilde beslemeye devam etmek, başka bir çift bilim insanının tarımın Kutsal Kasesini bulmasını ve gıda bitkilerine kendi kendini gübreleme yeteneği vermesini gerektirecektir.
İlk çalışmalar 50 yıldan daha uzun bir süre önce
Onlarca yıldır çabalayanlar var ama şimdilik henüz o noktaya gelmiş değiliz. Azotu bitkiler ve hayvanlar için yenilebilir hale getirebilen yegane doğal organizmalar, diazotroflar olarak bilinen ve havadaki moleküler nitrojeni (N2) kullanarak amonyak (NH3) üreten ve Haber prosesi -Bosch’tan çok daha iyi olan belirli mikrop türleridir. hidrokarbonlara ihtiyaç duyulması. Biyoteknolojide Fritz Haber ve Carl Bosch’un zamanında hayal bile edilemeyecek son gelişmeler, bu bakterilerin nitrojeni sabitlemek için kullandıkları mekanizmaların çıkarılması ve bitkilere yerleştirilmesi olasılığını ortaya koyuyor. Bu sayede bir gün kendi kendini dölleyebilen bitkilerimiz olabilir.
Mayayla ilgili ilk deneyler belki birkaç yıl içinde
Bu araştırmanın öncüleri, 1972’de Nature dergisinde E. Normalde nitrojeni sabitlemeyen bir bakteri türü olan coli, bunu başka bir bakteri türünün genlerini ithal ederek yapıyor. O zamanlar bitkilere doğru hızlı bir ilerleme yakın görünüyordu, ancak gerçekte bakterilerden bitki dünyasına büyük sıçramayı sağlayacak biyoteknolojik araçlar ancak son on yılda geliştirildi. Dixon’a ek olarak bugün, yine Gates Vakfı tarafından finanse edilen, Madrid Politeknik Üniversitesi Bitki Biyoteknolojisi Merkezi’nin yöneticisi Luis Rubio başta olmak üzere pek çok kişi bu konu üzerinde çalışıyor. Rubio ve ekibi nitrojenazın bakteri evinin dışında çalışmasını sağlamaya çalışıyor; bu, nitrojenazı gıda bitkilerinin genomuna yerleştirmenin ilk adımı. Buradaki fikir, nitrojenazı ilk önce belki birkaç yıl içinde bir mayaya, ardından mükemmel bir kobay bitkisine, tütüne ve son olarak da pirince yerleştirmektir. Mayadan gerçek gıda mahsullerine geçiş on yıldan fazla zaman alabilir.