Ситуация с изменением климата становится всё более острой, и нам необходимо срочно снизить уровень углекислого газа в атмосфере. Для этого нужно не только сократить выбросы, но и удалять углерод из воздуха.
Синтетическая биология — одно из перспективных направлений, которое может помочь в решении этой задачи. Несмотря на название, синтетическая биология не создаёт жизнь с нуля, а использует инженерные принципы для создания новых биологических компонентов для существующих микроорганизмов, таких как бактерии, микробы и грибы, чтобы повысить их эффективность в выполнении определённых задач.
По некоторым оценкам, синтетическая биология может сократить выбросы углерода больше, чем все когда-либо произведённые легковые автомобили — до 30 миллиардов тонн. Это можно сделать с помощью таких методов, как повышение урожайности сельскохозяйственных культур, восстановление сельскохозяйственных земель, сокращение выбросов метана от скота, снижение потребности в удобрениях, производство биотоплива и разработка микробов для хранения большего количества углерода.
Однако не стоит рассматривать синтетическую биологию как панацею. Это не волшебное решение, но у неё есть реальный потенциал, который стоит изучить.
Создание модифицированных микроорганизмов — спорная практика. Чтобы максимально использовать эти технологии, исследователи должны обеспечить их безопасное и этичное применение.
Мировой океан, леса, почвы и другие природные процессы поглощают более половины всего углерода, выброшенного в результате сжигания ископаемого топлива. Синтетическая биология может сделать эти естественные поглотители ещё более эффективными. Некоторые исследователи изучают способы модификации природных ферментов для быстрого преобразования углекислого газа в углерод в горных породах.
Например, прецизионная ферментация может использоваться для сокращения выбросов метана от скота. Поскольку метан является гораздо более мощным парниковым газом, чем углекислый газ, на его долю приходится примерно 12% общего потенциала потепления от выбросов парниковых газов.
Биоинженерные дрожжи могут поглощать до 98% этих выбросов. После того как эти дрожжи будут съедены скотом или другими жвачными животными, они блокируют выработку метана до того, как он будет выведен с отрыжкой.
Синтетическая биология может даже резко сократить количество сельскохозяйственных угодий, необходимых в мире, производя продукты питания более эффективно. Инженерные почвенные микробы могут повысить урожайность сельскохозяйственных культур по крайней мере на 10–20%, что означает больше продуктов питания с меньших площадей.
Если фермы будут производить больше на меньших площадях, избыточные сельскохозяйственные угодья можно вернуть природе. Болота, леса и естественные луга могут хранить гораздо больше углерода, чем сельскохозяйственные угодья, помогая бороться с изменением климата.
Синтетическая биология может использоваться для модификации видов микробов и водорослей, чтобы повысить их естественную способность накапливать углерод в болотах и океанах. Этот подход известен как естественная геоинженерия.
Однако использование этого подхода потребует масштабного внедрения. В настоящее время большая часть работы проводится в меньших масштабах. Эти модифицированные организмы должны быть способны перейти из чашек Петри в промышленные биореакторы, а затем безопасно попасть в окружающую среду.
Во-первых, создание модифицированных организмов сопряжено с серьёзным риском непредвиденных последствий. Если эти специализированные микробы высвободят накопленный углерод одновременно во время засухи или лесного пожара, это может усугубить изменение климата.
Во-вторых, подходы, основанные на синтетической биологии, вероятно, станут продуктами. Чтобы сделать этих организмов дешёвыми и завоевать долю рынка, у биотехнологических компаний будет стимул сосредоточиться на немедленной прибыли. Это может привести к тому, что компании будут преуменьшать фактические риски, чтобы защитить свою прибыль.
В-третьих, некоторые перспективные подходы могут не заинтересовать компании, стремящиеся к возврату инвестиций. Вместо этого правительства или государственные учреждения могут разработать их для получения выгоды для растений, животных и природных сред обитания.
Эти проблемы не должны мешать исследователям тестировать эти технологии. Но эти риски необходимо учитывать, поскольку не все риски одинаковы. Неконтролируемое изменение климата может привести к краху общества, крупномасштабной климатической миграции и массовому вымиранию видов.
В условиях катастрофических рисков может быть этически оправдано пойти на меньший риск непредвиденных последствий от этих организмов. Но это будет гораздо менее оправдано, если эти же риски будут приняты для обеспечения финансовой прибыли частных инвесторов.
По мере того как время идёт и климатический кризис усиливается, эти технологии будут выглядеть всё более привлекательными. Синтетическая биология не станет той серебряной пулей, которой её многие считают, и вряд ли станет той золотой жилой, на которую многие надеются. Но технология имеет неоспоримые перспективы. При продуманном и этичном использовании она может помочь нам сделать планету более здоровой для всех живых видов.