I et felt på det engelske landskab vokser en ny kilde til fiskeolie. Rothamsted Research i Hertfordshire, UK, begyndte for nylig et feltforsøg med camelina flax ( Camelina sativa ) planter, der er genetisk modificeret til at producere langkædede omega-3-fedtsyrer - den primære komponent i "fiskeolie."
Relateret indhold
- Hvad vil overbevise folk om, at genetisk modificerede fødevarer er okay?
- Mad, modificeret mad
Markforsøget fik godkendelse i april fra Department for Miljø, Mad og Landdistrikter (DEFRA), det britiske administrative organ, der regulerer genetisk modificerede afgrøder, og forskerne høster deres første afgrøde i denne måned eller næste. For England er dette et stort skridt; faktisk er det den første retssag af sin art. DEFRA har kun godkendt fem genetisk modificerede (GM) planter til feltforsøg, og dette er den første med forbedret næringsværdi.
Mens nogle er opmærksomme på sådanne genetisk modificerede organismer, der gør det til den menneskelige diæt, ser andre det som en del af en tendens til at bruge GM-planter til at gøre næringsrige fødevarer og lægemidler mere bæredygtigt. I dette tilfælde kunne GM-kamelina gøre fiskeopdræt mere bæredygtigt og fisk mere nærende.
Se, fisk laver faktisk ikke fiskeolie. Det, vi kalder fiskeolie, er lange kæder af omega-3 flerumættede fedtsyrer. Eicosapentaensyre (EPA) og docosahexaensyre (DHA) er de to vigtigste fedtsyrer til menneskelige diæter og er blevet forbundet med sund hjernefunktion og reducering af betændelse (selvom det endnu ikke er klart, om disse fordele fører til sundere hjerter, som mange har hævdet ). Alger og svampe producerer naturligt disse lange kæder, og fisk spiser mikroberne eller mindre organismer, der spiste mikroberne.
I havet kører olier op gennem fødekæden til større fisk. Så en vild fisk vil have fiskeolier, akkumuleret fra den mad, den spiste.
I fiskeopdræt er det imidlertid en anden historie. ”Det store problem er, at fiskeopdræt er afhængig af disse fiskeolier som input, ” siger Jonathan Napier, førende videnskabsmand i Rothamsted-forsøget.
Uden rigdommen af olierige madkilder i havet, vil en opdrættet fisk ikke "vokse op, ligne en rigtig fisk eller smage som en rigtig fisk. Det har simpelthen ikke de rigtige fedtsyrer i sine olier, ”siger Colin Lazarus, en biolog fra University of Bristol i England, som ikke er tilknyttet den nuværende forsøg. Uden olie ville opdrættede fisk også være mindre nærende, da de mangler omega-3-fedtsyrer.
Alger og fuglebestande er rodede og svære at vedligeholde i stor skala, så desværre er det nemmeste sted at få fiskeolie fra andre fisk. Cirka en million tons fiskeolie høstes årligt fra havet, og ca. 80 procent af dette går til fiskeopdræt og blandes i landbrugsfoder.
Hvis det virker lidt latterligt at høste fisk fra havet for at fodre fiskeolie til opdrættede fisk, har du ret. Efterhånden som vilde fiskebestande aftager, kommer flere og flere af de fisk, der konsumeres over hele kloden, fra gårde. Men for at fisken skal være nærende, har den brug for den vilde fisk.
En fiskeopdræt i Norge. (Med tilladelse fra Flickr-bruger Yodod) Hvordan kan ressourceforvaltere stoppe denne selvvindende stil? Nogle forskere mener, at svaret ligger i landbruget.
Landbrug kræver temmelig basale ressourcer - sollys, vand og gødning - og har allerede infrastruktur til at producere olier som solsikkeolie og rapsolie. Så hvorfor ikke genetisk konstruere planter til at producere fiskeolie?
”Genetisk modifikation kunne give en mere bæredygtig vej til dyrkning af fisk til konsum, fordi at hoover op i havet, optage alle fiskene i havet for at slibe masser af den for at få fiskeolie til at dyrke fisk i fangenskab ikke er en bæredygtig træning, ”siger Lazarus.
Men hvordan laver man en plante, der fremstiller fiskeolie? At få en plante til at fremstille omega-3-fedtsyrer er bare et spørgsmål om at skære og indsætte alle de rigtige gener fra alger til en plante, forklarer Lazarus. For at fremstille den ønskede fedtsyre skal du finde ud af, hvilke gener der producerer en syre med det rigtige antal kulhydrater og kemiske bindinger på alle de rigtige steder.
”Hvis du har de rigtige gener, vil planten med glæde gøre det for dig, ” siger Lazarus. F.eks. Skar Lazarus laboratorium i 2004 og indsatte algen i en Arabidopsis, en lille blomstrende plante, der ofte bruges i test til at observere biologiske reaktioner. Efter at den blev splittet sammen, producerede hele planten lave niveauer af langkædede omega-3 og omega-6-fedtsyrer.
Holdet i Rothamsted har brugt det sidste årti med at opbygge en mere effektiv plantefiskoliefabrik. ”Det var lidt som at prøve at finde alle de dele, der laves til din enhed, og så når du først har fået alle delene, så kunne du samle dem, ” siger Napier.
Camelina-planter lavet til et ideelt fartøj i betragtning af deres hurtige livscyklus og for det faktum, at de typisk ikke krydser hybridisering eller avler med almindelige canola-afgrødeplanter - hvilket betyder, at gener, der er konstrueret til camelina, er mindre tilbøjelige til at kontaminere vilde plantepopulationer genetisk. De har formået at genetisk modificere deres camelina-planter til at indeholde syv gener fra alger, så de vil sandsynligvis producere høje niveauer af både EPA og DHA.
Disse algener krævede også en vis modifikation for at gøre den kompatibel med planten. Dette skyldes, at når gener transkriberes i en celle, har nogle organismer visse præferencer, når de læser genetiske koder. Så forskerne finjusterede gener til at indeholde genetiske byggesten, der er foretrukket af camelina, snarere end dem, der er favoriseret af alger.
”Det er næsten som at udjævne sproget for at få det til at flyde bedre i værten, ” siger Napier. Dette gør omega-3-produktionen i planten mere effektiv og giver flere fedtsyrer. Derefter ved hjælp af et specielt promotorgen kunne forskerne fokusere produktionen af disse fedtsyrer i planternes frø, hvilket gjorde høsten meget lettere
Vækst i drivhuset producerer disse kamelinaplanter frø, der indeholder 25 procent omega-3-olier (12 procent EPA og 14 procent DHA) og 75 procent almindelig vegetabilsk olie. Da fiskefarme ofte blander vegetabilsk olie i deres foder sammen med fiskeolie for at reducere omkostningerne, er det en nyttig kombination. Forskere ved University of Stirling tester i øjeblikket foderet fra Rothamsted drivhus i fiskeopdræt.
Det næste logiske trin er at teste, hvordan planterne klarer sig, når de dyrkes i et felt snarere end et drivhus. I år inkluderer feltforsøget ca. 1000 planter på en 100 kvadratmeter stor grund, og hvis alt går godt, vil de næste år fordoble volumen.
Camelina sativa og andre frøolieafgrøder kunne levere fiskeolie til fremtidens akvabrug. (Tilladelse af USDA) Forsøget kører hver vækstsæson gennem 2017. Succes ville være en plante, der vokser nøjagtigt på samme måde uden for, som den gør i drivhuset - og producerer den samme mængde omega-3'er.
Hvis alt går gnidningsløst, kunne planterne producere omega-3-fedtsyrer til almindelig brug af fiskeopdræt i de næste ti år. Planterne kan endda blive en kilde til menneskelige ernæringstilskud - en blomstrende industri, selvom videnskaben om deres effektivitet ikke er fuldt ud endnu.
Når det er sagt, er det tydeligt, at ikke alle ser øje for øje med genteknologi. Nogle frygter, at afgrøderne kan komme med uopdagede sundhedsrisici eller allergier. Og andre føler, at det ikke virkelig løser problemer med akvakulturbarhed.
"Dette ville simpelthen erstatte et problem, overforbrug af fiskebestande til fodring af fisk, med et andet, yderligere efterspørgsel efter jord til foder til dyr i stedet for at dyrke mad til mennesker, " fortalte Helena Paul, direktør for gruppen GM Freeze, The Guardian i januar, hvor planerne for retssagen først blev annonceret.
Rothamsted-gruppen er bestemt ikke den eneste, der arbejder på afgrøder, der kan producere omega-3'er. Et team i Australien er konstruktion af camelina- og rapsplanter til at producere omega-3-fedtsyrer. I USA har Monsanto udviklet sig på en sojabønneplante, der producerer en omega-3 kaldet stearidonsyre. Andre grupper ser også på hørfrø og indiske sennepsplanter som potentielle værter.
Hvad mere er, genetisk teknologi er temmelig fleksibel. Ud over fiskeolie kunne det en dag bruges til at fremstille andre olier og ernæringsprodukter, spekulerer forskere. Brug af planter til at fremstille ting som farmaceutiske stoffer og endda orale vacciner er endda en mulighed.
”Hvis du kan få en plante til at fremstille antigenet, der producerer vaccinen, kan det være, at det er lettere at transportere planten eller planteproduktet, så folk bare kan spise, ” siger Lazarus.
Forestil dig det: Afgrøder chock fuld af vaccine mod mæslinger. En sådan udvikling er naturligvis langt væk og vil kræve omfattende klinisk og miljømæssig feltundersøgelse, inden det bliver noget tæt på virkeligheden.
Men for forskere er potentialet lokkende. Et vigtigt første skridt? En frugtbar høst, når forskere fra Rothamsted plukker deres fiskeoliefrø.
