Onko kaikkien (viljely)kasvien typensidonta nyt keksitty?

[Heikki Jokipii]

Näin väittää nyt Eurekalert:

World changing technology enables crops to take nitrogen from the air

Eli "maailmaa muuttava teknologia ..."

Monta muuta uutista asiasta löytyy Goolesta hakusanoilla "N-Fix" ja "Cocking" (asian keksijän sukunimi).

Ideana on se, että joku tietty löydetty typpeä sitova bakteeri saataisiin jollakin kurin kiinnitettyä mihin kasviin tahansa, ei vain palkokasveihin.

Tuon uutisen vain näin tänne, osaamatta ottaa kantaa.

Mutta annan kuitenkin linkin asian suhteen äärimmäisen skeptiseenkin kannanottoon:

Worst science by press release of the year: nitrogen fixation in crops

(Eli huonointa lehdistötiedotteilla tehtyä tiedettä tänä vuonna ...)

Mutta jos kuitenkin totta ... niin todella huimaavaa ... ei, siinä nyt tuo tieto tai väite, ja odottelevalle kannalle, sanoisin.

____ 

Tästä asiasta - edes väitteenä - ei ole muuten ainakaan suomenkielisessä netissä mitään tietoa. Eli jos "savussa" on vähänkään "tulta", tuli asiasta tällä puheenvuorolla ensi kertaa suomeksi kerrottua.

[Heikki Jokipii]

 
Se, että tämä idea laboratoriossa on toiminut (jos nyt - väliaikaisesti - uskomme sen) ja sekään, että asiaa varten on perustettu firma, eivät vielä itsessään takaa, että idea toimisi käytännössä. Voi esim. olla vaikka niin, että kyllä muuten, mutta kustannukset nousevat suuremmiksi kuin keinolannoitteissa tms.

(Jäitä tarvitaan päähinettä varten: minusta tästäkään ideasta - v. 2009  - ei ole sittemmin kuulunut juuri mitään)

Mutta jos se toimisi, mikä olisi asian suhde luomuun? Pari asiaa tuli mieleen:

- vaikka tämä idea kuulostaa suorastaan "superluomulta", luulenpa, ettei sitä luomuideologiaan hyväksytä: vaikka GM-tekniikkaa ei käytetäkään, joku "luonnoton" niksi asiassa on mukana (jolla kasvit saadaan hyväksymään ko. bakteerit symbioosiin kanssaan)

- menetelmä lupaa tyydyttää n. 60% (vilja)kasvien typentarpeesta - mistä se 40%? Eiköhän se olisi helpointa ja näppärintä ottaa "säkistä"?  Samoin kuin muut kasvien tarvitsemat ravinteet?

***

Tämän linkin kautta …

Plant Cuttings

… päässee kiinni asiaa koskeviin, tieteellisissä julkaisuissa ilmestyneisiin kirjoituksiin (tai ainakin siinä on ko. artikkeleiden nimiä).

Tässä on vielä linkki kalvosarjaan asiasta, jos se auttaisi asian ymmärtämisessä ja arvioinnissa.

(Arvioinnissa tarvittaisiin nyt ehkä ... suomalaista asiantuntija-apua ...)

***

Olen edelleen siis hyvin epävarma. Mutta jotenkin tämä nyt "kaihertaa" - kuten muistikuvani siitä, että kuulemma sinä vuonna jolloin Charles Darwin piti esitelmänsä Royal Societyssa, seuran sihteeri olisi vuosikertomukseen kirjannut, ettei kyseisenä vuonna esitetty mitään erityisen merkittävää ... 

[Jarrumies]

kuten muistikuvani siitä, että kuulemma sinä vuonna jolloin Charles Darwin piti esitelmänsä Royal Societyssa, seuran sihteeri olisi vuosikertomukseen kirjannut, ettei kyseisenä vuonna esitetty mitään erityisen merkittävää ... 

Muistikuva vertaustarkoituksiin riittävän oikein mutta korjattakoon kuitenkin rikkinäistä puhelinta, ettei tarina leviä virheellisessä muodossa: Darwinin ja Wallacen käsikirjoituksia luettiin Linnean Societyn kokouksessa Lontoossa 1.7.1858. Niissä esitettiin ensimmäisen kerran teoria luonnonvalinnasta. Paikalla oli seuran puheenjohtaja Bell, joka seuraavana vuonna 1859 vuosikertomuksessa  kirjoitti, ettei edellisenä vuonna ollut tapahtunut mitään suurempia tieteellisiä löydöksiä, jotka mullistavat sen tieteenalan jota ne koskevat.

[Heikki Jokipii]

Kiitän korjauksesta, jatkan itse aiheesta lisää.
__________

Tässä kanadalaisessa, käsittääkseni maissin viljelijöiden ammatillisessa lehdessä, on nyt kahdella sivulla (16 ja 18, mainos välissä, pdf) tarkempi kuvaus tässä "N-fix"-asiasta.

Siinä kerrotaan, että asiassa on jo koeviljelmiä, laboratoriosta olisi jo päästy ulkoilmaan.

Itse asian kuvaus myös käy jotenkin järkeen. Luulen, että minut on nyt "myyty".

Ainakin siinä mielessä, että asia ei ole "kylmäfuusio". Kustannuksia ym. käytäntöä en uskalla edelleenkään arvioida.   

Minut "myi" mm. kyseisten tutkijoiden varovaisuus siinä, että he eivät julista, että tällä korvataan kaikki keinotyppi, lupaavaathan ainoastaan vähentää sen tarvetta puoleen (vaikka sekin toki on huima lupaus).

Mutta jos tämä on aito (ja tuloksiiin johtava) keksintö, niin muistaa täytyy, että se ei ole ennennäkemätöntä. Joskus tieteelliset keksinnöt tulevat ja syntyvät yllättävästi, "puun takaa". Kuuluisin esimerkkihän on tietysti penisilliini, joka tavallaan lähti Alexander Flemingin satunnaisesta havainnosta. 

Nyt Jarrumiehen ei tarvitse korjata minua, on selvää, että Flemingin itsensä ansiot asiassa olivat aika vähäiset, ja varsinaiset keksijät lopulta olivat nuo linkatussa artikkelisssa mainitut Florey ja Chain.

[Heikki Jokipii]

Mutta tämä otsikon yritys jatkuu tätä toistakin, niin sanoakseni "perinteistä" tietä myöten, rhizobia-bakteerien kanssa.

First step to reduce plant need for nitrogen fertilizer uncovered

Hauska ilmaus kasvista:

"Our next step is to determine how we can make the plants understand that this is a beneficial relationship […]"

Eli:  "Seuraava askeleemme on selvittää, miten me saamme kasvit ymmärtämään, että kyseessä on hyödyllinen suhde […]"

[Heikki Jokipii]

Tieteen ymmärrrys asiasta lienee taas tämänkin löydön jälkeen kasvanut ...

Missing link in plant nitrogen fixation process discovered

... mutta voinemme edelleen odotella asiasta lisää, niin kuin on tapana sanoa, "jäitä hatussa", ennen kuin tästäkään tuloksesta liikaa innostumme.

Otsikon asialla kyllä tuo tuon keksinnön tehnyt tieteellinen työryhmä on:

Professor Giles Oldroyd leads a research group at the John Innes Centre that aims to transfer the ability to fix nitrogen to other types of plants, like wheat or barley. This would increase growth and yield for these crops -- particularly in developing countries where farmers have less access to nitrogen fertilisers.

Hiukan omaa, tällaista skepsismiä tuohon viimeiseen lauseeseen: miksi niin on tai täytyisi aina tulevaisuudessakin olla, että kehitysmaissa olisi (keinotekoista) typpilannoitetta vähemmän saatavilla?

Vielä tämä lisäys asiaan: jos tuo "Graalin malja" tieteessä löydettäisiinkin, tietystikään viljely sen avulla ei enää kulkisi "luomu"-nimikkeen alla. Jos sen pohjalta - olettaen siis, että asia on onnistunut - kehitettäisiin jonkinlainen "puoliluomuviljely" -konsepti, yhä vielä olisi laskettava tarkemmin asian plussat ja miinukset: tuo typensidonta kun ei luultavasti siinäkään tapauksessa, että se onnistuisi vehnällä tai ohralla, olisi "ilmaista".

Vielä tämä lisäys asiaan: emme tietysti varmasti tiedä, eikä myöskään kannata heittäytyä periaatteellisiksi pessimisteiksi. Voi tietysti olla, että tuossa on kehitettävissä jotain, joka todella ratkaisee asian, paremmin kuin Haber-Bosch-menetelmä.

[Heikki Jokipii]

Tuon "Graalin maljan" tavoittelu jatkuu:

GMO sustainability frontier: Helping crops acquire their own nitrogen

Tähän jupinaani ei tuokaan artikkeli anna vastausta:

[...] tuo typensidonta kun ei luultavasti siinäkään tapauksessa, että se onnistuisi vehnällä tai ohralla, olisi "ilmaista".

Artikkeli näkee tässä mahdollisessa keksinnössä vain potentiaalisia etuja. "Joka toinen" typpeen liittyvä ongelma sen mukaan siinä ratkeaisi.

Mutta kuinka lienee? Onko typpilannoitteen valmistus lopulta ongelma? Ja paljonko erilainen valmistustapa lopulta sen aineen todellisia ongelmia ratkaisee?

Ja valmistustavoillekin on jo esitetty muitakin vaihtoehtoja kuin tuo geenitekniikalla terästetty "luomumenelmä".

[Heikki Jokipii]

Tästä uutisesta tai sen linkeistäkään en täysin saanut selvää ...

Plants that ‘fertilize themselves’? Gene discovery could lead to reductions in synthetic fertilizer use

... mutta siinä selvästi annetaan ymmärtää, että otsikomme asiassa olisi tehty nyt jokin tärkeä edistysaskel.

Mutta toisaalta, jos tällaisia edistysaskeleita yhä tarvitaan, merkitsee se sitä, että v. 2013 (jolloin ensimmäinen puheenvuoro täällä on päivätty) ei oltu vielä niin pitkällä, kun silloin annettiin ymmärtää.

[Heikki Jokipii]

Onko se jo keksitty, vai ei, mutta ainakin sitä nyt yritetään isolla rahalla:

Bayer and Ginkgo launch microbe company

Bayer and Ginkgo Bioworks are forming a new company to exploit the potential of synthetic biology to improve microbes that help plants grow. The unnamed firm launches with a $100 million investment from the parent companies and Viking Global Investors.

A major scientific target of the two firms’ technology will be to design microbes with an improved ability to deliver nitrogen to plants. Farmers spend a significant amount of money on fertilizer to replace the nitrogen that growing crops take from the soil. And it is difficult to cost-effectively deliver nitrogen to plant roots without causing environmental damage from fertilizer runoff.

Ja biotekniikan avulla. (Lauri Reuterin twiitissä oli tämä vinkki ja linkki.)

[Heikki Jokipii]

Tämä kirjoittaja pitää asiaa hyvin hyödyllisenä ...

Guided evolution of wheat and other grains could feed growing population

... ja kertoo, että tutkimus- ja kehitystyössä on kaksi pääsuuntaa.

Mutta artikkelista käy myös ilmi, ettei ratkaisevaa läpimurtoa ole tehty. Vaikka lupaavia tuloksia onkin saavutettu.

Hurskas toive (lihav. HJ):

The nitrogen goal is not just for biotech enthusiasts. Organic food people and vegans should support it too. It’s good for the environment. It’s good for humanity.

Pitäisi. On todellakin monta asiaa, jota luomuväen pitäisi kannattaa. Mutta eivät kannata. Eivät voi kannattaa. Koska sen jälkeen he eivät olisi enää luomuväkeä.

Koko ajan täytyy muistaa, että jos läpimurto tuossa tapahtuisikin, fosforin ym. sidontaa ei ole olemassakaan. Ja tuskin keksittävissäkään.

[Heikki Jokipii]

Scienedaily kertoo taas lupaavista tuloksista:

Bacteria engineered to create fertilizer out of thin air
Next step could be 'nitrogen-fixing' plants that can do the same, reducing the need for fertilizer

Koska geenitekniikkaa tuossa käytettiin, niin luomusääntöjä on rikottu, ei tule tuon keksinnön soveltaminen koskaan siinä kyseeseen.

[Heikki Jokipii]

Tämän mukaan ei olisi keksitty vaan pikemminkin löydetty (keksimistä tavallaan sekin). Eli olisi löydetty maissin muunnos, itsestään syntynyt lajike, joka osaa tuon tempun:

Corn variety gets nutrients from bacteria, potentially reducing need for fertilizer

Tiedemiehet eivät kuitenkaan tyydy ihailemaan nöyrinä luonnon ihmeellisyyttä, vaan miettivät heti jatkokehittelyä:

If this trait could be bred into conventional varieties of corn, it may reduce the need for added fertilizer and increase corn production in regions with poor soils.
[..]
Prof. Bennett and his colleagues are interested to see whether other cereals, such as sorghum, can also use their aerial roots for a similar function.

Ja etteikö vain heidän mieleensä ole jo juolahtanut, että tuossa voisi käyttää geenitekniikkaa!


PS. Edelleenkin kaksijakoisesti tuohon suhtautuen: jos typpilannoitetta pystytään jatkossa tuottamaan siten, ettei se haittaa tai rasita luontoa, voi olla, että tuo yllämainittukin keksintö/löytö jää tieteelliseksi kuriositeetiksi.

Mihin sitä vertaisi? Joskus 1910-luvulla kehitettiin USA:ssa täysin toimiva höyryauto, jolle siis polttoaineeksi kelpasi vähän mikä tahansa, jonka sai syttymään. Hyviä puolia oli: se oli mm. bensiiniautoja huomattavasti hiljaisempi. Siitä ei kuitenkaan koskaan tullut menestystarinaa ja uskaltanee ennustaa, ettei koskaan tulekaan, vieläkään, kuitenkaan.

[Heikki Jokipii]

Ei taida olla vieläkään ihan lopullisesti (s.o. täysin toimivaa ratkaisua) keksitty, mutta sen yrittämiseen satsataan isoja rahoja:

Death by Fertilizer
Nitrogen fertilizer is a disaster. Abandoning it would be a bigger disaster. Now a dozen billionaires are funding an alternative.

[Heikki Jokipii]

Jollain näillä main mennään nyt (yhteenveto):

Can genetic engineering deliver a natural microbial fertilizer for crops

Eikä sitä tiedä kuinka tässä käy:

At the turn of the previous century, German scientists Fritz Haber and Carl Bosch got all the credit for finding a way to convert atmospheric nitrogen (in its very stable N2 form) into a charged ion that could be “fixed” or applied as a chemical fertilizer. Both eventually were awarded the Nobel Prize in chemistry for their efforts.

At almost exactly the same time, Dutch microbiologist Martinus Beijerinck discovered how certain bacteria do the same thing naturally.

Beijerinck never got the Nobel. And until now, the Haber-Bosch process has been the only way to create enough volumes of nitrogen fertilizer to meet global demand. But Beijerinck (not known for his sense of humor or self-reflection), may get the last hurrah.

Epäilykseni kuitenkin jatkuvat. Hiukan enemmän uskon kehitystyöhön, jossa typpilannoitetta yritetään tehdä ilman fossiilisia raaka- ja polttoaineita.

[Heikki Jokipii]

Tässä on lisää tuosta Meksikosta "löydetystä" maissilajikkeesta (ks. edellä 28.08.18):

Indigenous Maize: Who Owns the Rights to Mexico’s ‘Wonder’ Plant?

Koska sitäkään ei ihan oikeasti ole luonnosta löydetty, vaan lajike on paikallisen kasvinjalostuksen tulos, artikkeli pohtiikin pitkään juuri sitä, mikä on oikeudenmukainen korvaus näille paikallisille viljelijöille, jos ja kun yritetään tuota ominaisuutta levittää muualle. Ettei syyllistyttäisi "biopiratismiin". Kysymys on varsin monimutkainen, hyvästä tahdosta ja erilaisista kansainvälisistä sopimuksista huolimatta.

Tieteellä kyllä osoitettiin, että tuo todella toimii:

It took more than two decades before the suspicions about Totontepec’s maize were confirmed in a peer-reviewed journal. Last August, researchers from the University of California, Davis, the University of Wisconsin, and Mars Inc. �" the global food and candy conglomerate �" published the results of a 10-year study in PLOS Biology, describing how bacteria that thrive in the low-oxygen environment of the maize’s mucus pull nitrogen from the air and feed it to the plant.

Media USA:ssa huomasi sen:

The media celebrated the findings. “The wonder plant,” trumpeted The Atlantic. Smithsonian declared: “The corn of the future.”

Jostain syystä ei mielestäni kyllä meillä Suomessa?

Mutta menisin vielä asioiden edelle. Tuo ominaisuus tuossa lajikkeessa voidaan ehkä paikallistaa niin, että sitä voidaan levittää geenitekniikan avulla. Joko perinteisellä geenitekniikalla tai sitten geenieditoinnilla.

Jälkimmäisessä tapauksessa saattaa olla syntymässä juuri sellainen vaikea esimerkki, EU:n säätelijöiden painajainen. Jos tulee markkinoille uusiakin maissilajikkeita, joissa on tuo ominaisuus, se ei vielä aiheuttane ongelmia, ne voidaan varmasti uskottavasti katsoa perinteisesti jalostetuiksi.

Mutta entä, jos markkinoille tulee tuollainen vehnälajike? Jos meksikolaiset viljelijä-jalostajat ovat siellä syrjäkylillä (perinteisin  keinoin) kyenneet tekemään tuon maissille, mikseivät he olisi kyenneet tekemään samaa vehnälle? Sellainen tarina ehkä meille kerrotaan. Mutta tosiasiassa se suoritus on voinut tapahtua jossain laboratoriossa jossain muualla, "geenisaksilla". Mutta todistapa se, puoleen tai toiseen!