Pohon-pohon Bioteknologi yang Direkayasa Secara Genetik Mungkin Menjadi Kunci untuk Menyelamatkan Hutan Amerika

Dibandingkan dengan bayi yang diedit gen di Tiongkok dan proyek ambisius untuk menyelamatkan mammoth berbulu dari kepunahan, pohon biotek mungkin terdengar sangat jinak.

Tetapi melepaskan pohon-pohon hasil rekayasa genetika ke dalam hutan untuk melawan ancaman terhadap kesehatan hutan merupakan batas baru dalam bioteknologi. Bahkan ketika teknik biologi molekuler telah maju, manusia belum merilis tanaman rekayasa genetika yang dimaksudkan untuk menyebar dan bertahan dalam lingkungan yang tidak dikelola. Pohon biotek - rekayasa genetika atau diedit gen - menawarkan kemungkinan itu.

Satu hal yang jelas: Ancaman yang dihadapi hutan kita banyak, dan kesehatan ekosistem ini semakin buruk. Penilaian tahun 2012 oleh US Forest Service memperkirakan bahwa hampir tujuh persen hutan di seluruh negeri dalam bahaya kehilangan setidaknya seperempat dari vegetasi pohon mereka pada tahun 2027. Perkiraan ini mungkin kedengarannya tidak terlalu mengkhawatirkan, tetapi 40 persen lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya dibuat hanya enam tahun sebelumnya.

Pada tahun 2018, atas permintaan beberapa lembaga federal AS dan Endowment AS untuk Kehutanan dan Komunitas, Akademi Ilmu Pengetahuan, Teknik, dan Kedokteran Nasional membentuk sebuah komite untuk "memeriksa potensi penggunaan bioteknologi untuk mengurangi ancaman terhadap kesehatan pohon hutan." Para ahli, termasuk saya, seorang ilmuwan sosial yang berfokus pada bioteknologi yang muncul, diminta untuk “mengidentifikasi implikasi ekologis, etis, dan sosial dari penyebaran bioteknologi di hutan, dan mengembangkan agenda penelitian untuk mengatasi kesenjangan pengetahuan.”

Anggota komite kami berasal dari universitas, lembaga federal, dan LSM dan mewakili berbagai disiplin ilmu: biologi molekuler, ekonomi, ekologi hutan, hukum, pemuliaan pohon, etika, genetika populasi, dan sosiologi. Semua perspektif ini penting untuk mempertimbangkan banyak aspek dan tantangan dalam menggunakan bioteknologi untuk meningkatkan kesehatan hutan.

Krisis di Hutan AS

Perubahan iklim hanyalah puncak gunung es. Hutan menghadapi suhu dan kekeringan yang lebih tinggi dan lebih banyak hama. Saat barang dan orang bergerak di seluruh dunia, semakin banyak serangga dan patogen menumpang ke hutan kita.

Kami fokus pada empat studi kasus untuk menggambarkan luasnya ancaman hutan. Penggerek abu zamrud tiba dari Asia dan menyebabkan kematian parah pada lima spesies pohon abu. Pertama kali terdeteksi di tanah AS pada tahun 2002, telah menyebar ke 31 negara bagian pada Mei 2018. Pinus Whitebark, jenis batu kunci dan fondasi di dataran tinggi AS dan Kanada, diserang oleh kumbang pinus gunung asli dan jamur yang diperkenalkan. Lebih dari setengah pinus whitebark di AS utara dan Kanada telah mati.

Pohon poplar penting untuk ekosistem tepi sungai dan juga untuk industri hasil hutan. Patogen jamur asli, Septoria musiva, telah mulai bergerak ke barat, menyerang populasi alami kayu kapas hitam di hutan Northwest Northwest dan poplar hibrida yang dibudidayakan secara intensif di Ontario. Dan penyakit kastanye yang terkenal, jamur yang secara tidak sengaja diperkenalkan dari Asia ke Amerika Utara pada akhir 1800-an, memusnahkan miliaran pohon kastanye Amerika.

Bisakah biotek datang untuk menyelamatkan? Haruskah itu

Ini rumit

Meskipun ada banyak aplikasi potensial bioteknologi di hutan, seperti hama serangga rekayasa genetika untuk menekan populasi mereka, kami berfokus secara khusus pada pohon biotek yang dapat melawan hama dan patogen. Melalui rekayasa genetika, misalnya, para peneliti dapat menyisipkan gen, dari spesies yang serupa atau tidak terkait, yang membantu pohon mentolerir atau melawan serangga atau jamur.

Sangat menggoda untuk mengasumsikan bahwa desas-desus dan antusiasme untuk pengeditan gen akan menjamin solusi yang cepat, mudah, dan murah untuk masalah ini. Tetapi membuat pohon biotek tidak akan mudah. Pohon besar dan berumur panjang, yang berarti bahwa penelitian untuk menguji daya tahan dan stabilitas sifat yang diperkenalkan akan mahal dan memakan waktu puluhan tahun atau lebih lama. Kami juga hampir tidak tahu banyak tentang genom pohon yang kompleks dan sangat besar, dibandingkan dengan lab favorit seperti lalat buah dan tanaman sawi, Arabidopsis.

Selain itu, karena pohon perlu bertahan hidup dari waktu ke waktu dan beradaptasi dengan lingkungan yang berubah, penting untuk melestarikan dan memasukkan keanekaragaman genetik yang ada ke dalam pohon "baru" apa pun. Melalui proses evolusi, populasi pohon sudah memiliki banyak adaptasi penting terhadap beragam ancaman, dan kehilangan itu bisa menjadi bencana. Jadi, bahkan pohon biotek yang paling bagus pun pada akhirnya akan bergantung pada program pemuliaan yang bijaksana dan disengaja untuk memastikan kelangsungan hidup jangka panjang. Karena alasan ini, komite Akademi Ilmu Pengetahuan, Teknik, dan Kedokteran Nasional merekomendasikan peningkatan investasi tidak hanya dalam penelitian bioteknologi, tetapi juga dalam pemuliaan pohon, ekologi hutan, dan genetika populasi.

Tantangan Pengawasan

Komite tersebut menemukan bahwa Kerangka Kerja Koordinasi AS untuk Regulasi Bioteknologi, yang mendistribusikan pengawasan federal atas produk-produk bioteknologi di antara lembaga-lembaga seperti EPA, USDA, dan FDA, tidak sepenuhnya siap untuk mempertimbangkan pengenalan pohon biotek untuk meningkatkan kesehatan hutan.

Yang paling jelas, regulator selalu mengharuskan penahanan serbuk sari dan biji selama uji coba biotek untuk menghindari pelarian materi genetik. Misalnya, kastanye biotek tidak diizinkan berbunga untuk memastikan bahwa serbuk sari transgenik tidak akan berhembus melintasi lanskap selama uji coba lapangan. Tetapi jika pohon biotek dimaksudkan untuk menyebarkan sifat-sifat baru mereka, melalui biji dan serbuk sari, untuk memperkenalkan ketahanan hama di seluruh lanskap, maka diperlukan studi reproduksi liar. Ini saat ini tidak diperbolehkan sampai pohon biotek sepenuhnya dideregulasi.

Kelemahan lain dari kerangka kerja saat ini adalah bahwa beberapa pohon biotek mungkin tidak memerlukan tinjauan khusus sama sekali. USDA, misalnya, diminta untuk mempertimbangkan pinus loblolly yang direkayasa secara genetik untuk kepadatan kayu yang lebih besar. Tetapi karena otoritas pengatur USDA berasal dari pengawasannya terhadap risiko hama tanaman, ia memutuskan bahwa ia tidak memiliki otoritas pengatur atas pohon biotek tersebut. Pertanyaan serupa tetap mengenai organisme yang gennya diedit menggunakan alat baru seperti CRISPR.

Komite mencatat bahwa peraturan AS gagal mempromosikan pertimbangan komprehensif tentang kesehatan hutan. Meskipun Undang-Undang Kebijakan Lingkungan Nasional terkadang membantu, beberapa risiko dan banyak manfaat potensial tidak mungkin dievaluasi. Ini adalah kasus untuk pohon biotek serta alat-alat lain untuk melawan hama dan patogen, seperti pembibitan pohon, pestisida, dan praktik pengelolaan lokasi.

Bagaimana Anda Mengukur Nilai Hutan?

Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan, Teknik, dan Kedokteran Nasional menyarankan kerangka kerja "jasa ekosistem" untuk mempertimbangkan berbagai cara pohon dan hutan memberikan nilai bagi manusia. Mulai dari ekstraksi hasil hutan hingga penggunaan hutan untuk rekreasi hingga layanan ekologis yang disediakan hutan - pemurnian air, perlindungan spesies, dan penyimpanan karbon.

Komite juga mengakui bahwa beberapa cara menilai hutan tidak sesuai dengan kerangka kerja jasa ekosistem. Sebagai contoh, jika hutan dilihat oleh beberapa orang memiliki "nilai intrinsik," maka mereka memiliki nilai dalam dan dari diri mereka sendiri, terlepas dari cara manusia menilai mereka dan mungkin menyiratkan semacam kewajiban moral untuk melindungi dan menghormati mereka. Masalah "keliaran" dan "kealamian" juga muncul.

Alam liar?

Paradoksnya, pohon biotek dapat meningkatkan dan mengurangi keliaran. Jika keliaran tergantung pada kurangnya intervensi manusia, maka pohon biotek akan mengurangi keliaran hutan. Tapi mungkin begitu juga pohon hibrida konvensional yang sengaja dimasukkan ke dalam ekosistem.

Mana yang akan mengurangi keliaran lebih - pengenalan pohon biotek atau pemberantasan spesies pohon penting? Tidak ada jawaban benar atau salah untuk pertanyaan-pertanyaan ini, tetapi mereka mengingatkan kita tentang kompleksitas keputusan untuk menggunakan teknologi untuk meningkatkan "alam."

Kompleksitas ini menunjuk pada rekomendasi utama dari laporan Akademi Sains, Teknik, dan Kedokteran Nasional: dialog di antara para pakar, pemangku kepentingan, dan masyarakat tentang cara menilai hutan, menilai risiko dan manfaat potensial biotek, dan memahami respons publik yang kompleks terhadap potensi apa pun. intervensi, termasuk yang melibatkan bioteknologi. Proses-proses ini harus hormat, deliberatif, transparan, dan inklusif.

Proses semacam itu, seperti lokakarya pemangku kepentingan tahun 2018 tentang kastanye biotek, tidak akan menghapus konflik atau bahkan menjamin konsensus, tetapi mereka memiliki potensi untuk menciptakan wawasan dan pemahaman yang dapat dimasukkan ke dalam keputusan demokratis yang diinformasikan oleh pengetahuan ahli dan nilai-nilai publik.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Jason A. Delborne. Baca artikel asli di sini.