Акад. Атанасов представи нови научни методи за екопрехода и справяне с агропредизвикателствата

Инес ЗЛАТАНОВА

През 2025 г. се очаква световното население да нарасне до 9,7 млрд. души, поставяйки изискване глобалното производство на храна да се увеличи със 70 до 100% спрямо сегашните количества. Това е основното предизвикателство, чиито измерения и перспективи за разрешаване, чрез научни достижения са очертани от акад. Атанас Атанасов в презентацията му „Бъдещото изхранване: Как иновативните технологии могат да преобразят устойчивото земеделие". С нея той постави началото на четвъртият Международен конгрес за зелени биотехнологии, който се проведе преди няколко дни в София. Събитието е организирано от Селскостопанска академия (ССА), Министерство на земеделието и храните (МЗХ) и Министерство на образованието и науката (МОН), с финансовата подкрепа на фонд „Научни изследвания".

Настоящите кризи, които акад. Атанасов изброява, и някои от които се отнасят пряко или косвено към растениевъдството, са климатичните промени в комбинация с Европейския зелен пакт (който изисква да се елиминират парниковите газове в атмосферата до 2050 г.), в резултат от които до 2030 г. се предвижда органичната продукция да нарасне от 8 на 30% от цялото производство; последствията от Ковид-19 пандемията в съчетание с опасенията за дивите животни; войната между Русия и Украйна, предвид че двете страни произвеждат приблизително 33% от зърното в света; съотношението от недохранени и затлъстели хора; засиленият недостиг на хранителни продукти и прекалено високите цени. Организацията по прехрана и земеделие ФАО отчита спад до 45% в производството на пшеница в Африка и Австралия през последните години и алармира, че генетичното многообразие на растенията и животните намалява сериозно. Генетично подобрение е възможно само при запазване на наличие на генетични материали от природата, чрез ефективно създаване и управление на генофондове – генетични банки.

„За да бъдат решени тези проблеми е необходим селскостопански прогрес", казва академикът и допълва, че

повече от 6000 растителни вида могат

да бъдат консумирани като алтернативен

източник на хранителни вещества

Те имат характеристики, които правят развъждането им желателно – адаптивни към климатичните промени, разнообразни по хранителен състав, подобряващи почвеното плодородие, контролират болестите, чрез сеитбооборот, подобряват хранителната устойчивост и затова са от високо значение за фермерите. Сред тях попадат култури от ново поколение като сорго, просо, земна ябълка, коноп, чия, теф (африканско житно растение) и пр. Така се повишава и конкурентоспособността на продукцията на фермерите.

Биотичният и абиотичният стрес, причинени от околната среда, намаляват разнообразието на метаболити (захари, органични киселини, аминокиселини, витамини, хормони, флавоноиди, феноли, глюкозинолати и т.н.), и влияят върху хранителното качество на културите. Метаболитите са отговорни за адаптирането и защитата на растенията, техните характеристики като цвят, вкус и аромат, както и хранителните им свойства – антиоксидантни, антиканцерогенни, противовъзпалителни, антимикробни и понижаващи холестерола. Високопроизводителното метаболитно профилиране и секвенирането на генома постигат напредък в структурната идентификация, биохимичната характеристика, генетичната основа на синтеза, локализацията, и ползите за здравето от хранителните метаболити на културите. Тези научни технологии са мощни инструменти за планиране на размножаването на растенията въз основа на данни.

Епигенетиката е нова наука,

буквално се превежда „над генетиката"

и работи като откроява съвместимостта на многообразието, на базата на промени във фенотипа, а не в ДНК.

Технологията CRISPR/Cas разпознава вируси и ги обезврежда, чрез разрязване на тяхната ДНК. Учени обясняват, че това е генетично редактиран организъм, а не геннетично модифициран или ГМО. Акад. Атанасов показва статистика, според която ЕС изостава от Китай и САЩ в развитието на генноредактирани култури, но е на трето място след тях, преди Великобритания, Индия, Израел и Австралия. Според него генното редактиране и приложението на изкуствен интелект прави създаването на растителни култури достъпно за малките компании, институти и университети, а новите технологии подобряват и достъпа до пазари. Развитието на селекция, устойчива на биотичен и абиотичен стрес е отнело 13 години ие излязло 130 милиона щатски долара – финансова стойност, която може да бъде възстановена от големите компании като Syngenta, Monsanto, DuPont и т.н. Целта на инвестицията е да се утрои вложението.

Ключово решение на съвременните проблеми е и внедряването на устойчиви земеделски практики, които съчетават строгите конвенционални методи и приемат новите технологии. Това са например науката омика, нови генетични и епигенетични техники; задълбоченото изучаване на микробиомата; и запознаване с напредващите технологии като синтетична биология и други, в подходящото време.

„Не трябва да казваме за новите технологии, че са някъде в бъдещето – те са още по-близо, те са утрешния ден. Затова трябва да опитаме, чрез помощта на изкуствения интелект, например да се справяме с проблемите", са думите на акад. Атанасов. В същото време науката се стреми да представи разработки, с които човечеството (и най-вече агропроизводителите) да достигне желания капацитет на изхранване в унисон със зелените цели. За реализирането на такава стратегия е необходимо коопериране между областите наука, земеделие, политика и обществото в една цялостна верига.

Бъдещите тенденции, които създаването на растения трябва да имат предвид са прецизната ферментация; клетъчното агрономство – култивиране и производство на протеини (70-75%), което намалява емисиите с 90% до 2035 г. и може да освободи 80% от Земята (над 3,3 млрд. ха); биологичното земеделие; кръговата биоикономика; синтетично месо на растителна основа; вертикално земеделие, което се оценява на индустрия за 1,38 млрд. през 2027 г.; синтетична биология със синтетични генни вериги; растеж на растенията чрез слънчеви панели, вместо фотосинтеза; азотфиксиращи зърнени култури; преход към многогодишни култури от едногодишните; и преход от фотосинтеза тип С3 към С4 културни растения.

На събитието бяха представени примери за създаването на устойчиви на стрес култури, чрез геномни технологии, изкуствен интелект и други природни, и научни възможности. Многообразието от практики се определя като адаптивност, според Лейла Пойскич (Lejla Pojskic) от Босна и Херцеговина, която разказа как при тях биотехнологиите и изкуственият интелект вървят ръка за ръка в генерирането на данни и решения. За преходът към зелени биотехнологии и оползотворяването им в земеделието разказаха още проф. д-р Милена Узунова като представител на KWS, Аху Унджуолу (Ahu Uncuoglu) от турския университет Мармара, Ядвига Шливка (Jadwiga Sliwka) от Института по отглеждане и аклиматизация на растения в Полша и други. Сред презентаторите, освен чуждестранни, са още българските експерти от Институтите към ССА, например АгроБиоИнститут и Института по аграрна икономика, както и учени от БАН и хонорувани преподаватели в национални и чуждестранни университети.