Gıda üretiminde yapay zeka çağı
İklime dayanıklı muz, daha az suya ihtiyaç duyan pirinç veya gıda israfını azaltan patates üretmek mümkün mü? Gıda üretimi ekosistem üzerinde muazzam bir baskı oluşturuyor. Aynı zamanda fırtınalar, kuraklıklar ve sıcak hava dalgaları nedeniyle tarihi eserlerin kaybolması, artan dünya nüfusunun gıda güvenliğini tehdit ediyor.
Dünya Kaynakları Enstitüsü’nün (WRI) bir raporunda vurgulandığı gibi, dünya büyük bir ikilemle karşı karşıya: Artan nüfusu beslemek için daha fazla kaynak ve toprak kullanmadan daha fazla üretim gerekiyor. WRI beslenme uzmanı ve raporun ortak yazarı Janet Ranganathan, “Bugün ürettiğimiz gıda miktarı ile 2050 yılına kadar yeterli sayıda insanı beslemek için ihtiyaç duyduğumuz gıda miktarı arasında yüzde 50’lik bir boşluk var” diyor.
Geçen yıl İtalya’daki kuraklık pirinç üretimini olumsuz etkiledi.Fotoğraf: Mauro Ujetto/NurPhoto/picture Alliance
Kuraklık güçlü pirinç
Bilim adamları, yapay zekayı ve gen makası adı verilen CRISPR-CAS9 yöntemini kullanarak, daha yüksek verim sağlayan ve büyümek için daha az kaynak gerektiren üstün, iklim açısından dengeli tarım ürünleri geliştirmek istiyor. Bunun için bitkilerin genetik yapısı “genom düzenleme” yoluyla değiştirilir. Bu sürecin sonunda ise kısaca “GDO” denilen genetiği değiştirilmiş organizmalar ortaya çıkıyor.
Örneğin pirinci ele alalım. İster İtalya, ister Çin veya Pakistan olsun dünyanın birçok yerindeki aşırı kuraklıklar, pirinç hasadında büyük kayıplara neden oluyor. Bu, normalde yüzen bir bitki olan ve kendisi de susuz bir bitki olan pirinç için büyük bir sorun teşkil ediyor. Genetik mühendislerine göre yeni bir pirinç çeşidi bu sorunu çözmeye yardımcı olabilir: “IR64” olarak adlandırılan pirinç çeşidi, başta Hindistan, Endonezya, Moritanya, Mozambik, Vietnam ve Batı Afrika’nın Sahel bölgesi olmak üzere güney yarım küre bölgelerinde yetiştirilmekte ve buradan tüm dünyaya pazarlanmaktadır.
Kurağa daha dayanıklı hale getirmek için genetiği değiştirilmiş bu pirinç türü, normalde gerekenden yüzde 40’a kadar daha az suya ihtiyaç duyar. Deneylerde, susuz bir hafta geçirdikten sonra ana bitki ölürken, değiştirilmiş bitkilerin yarısı hayatta kaldı.
Genetik makas bir devrim mi yoksa tehlike mi?
Genom düzenleme, klasik genetik mühendisliğinden temelde farklı bir formüldür. Doğal bir sürece dayanmaktadır. Ancak Max Planck Derneği’nden biyolog Detlef Weigel’e göre, bu formül mutasyonları çok daha az rastgele yapıyor.
Birçok genetiği değiştirilmiş eser, hayvan veya bitki, yapay bir gen veya başka bir organizmadan doğal bir gen ile implante edilir. Örneğin, böcekler gibi haşerelere karşı dirençli olan pamuk veya mısır türleri, orijinal olarak bir bakteriden üretilen bir gen içerir.
Genom düzenleme yönteminde yabancı DNA kullanılarak genetik kod bir organizmanın kendi DNA’sı ile değiştirilebilmektedir. Makas gibi çalışan özel enzimler kullanılarak genler silinebilir, değiştirilebilir veya tekrarlanabilir. Hibridizasyon yöntemi, istenen sonuca ulaşmak için on yıldan fazla sürerken, genom düzenlemenin test süreci birkaç yıl ve uygulama süreci sadece birkaç ay sürer.
Akıllı muz üretiliyor
Çalışmalar sadece kuraklığa dayanıklı pirinçle sınırlı değil. Örneğin domates veriminin yüzde 70’e nasıl çıkarılabileceği araştırılıyor. Ayrıca çorak ve tuzlu topraklarda soya fasulyesi yetiştirmek veya pirinçten kaynaklanan metan emisyonlarını azaltmak için çalışmalar yapılıyor. Kenyalı bilim adamları “akıllı muz” adlı bir çalışma geliştirdiler. Laboratuvarlarında, kuraklık sırasında aktif hale gelen bir virüse karşı bitkinin kendi bağışıklık sistemini harekete geçiren bir geni aktive edebildiler.
Ancak tüm bu çalışmaların her türlü risk ve belirsizlikten arınmış olduğu söylenemez. Çünkü GDO’ların birden fazlası şu anda araştırma aşamasında ve eldeki bilgiler son derece yetersiz. Genetik araştırma aykırı değerleri, bunların hepsinin “doğa üzerinde tehlikeli deneyler” olduğunu savunuyor.
Çin ve ABD, gen değiştirme teknolojisine büyük yatırım yapıyorFotoğraf: Wei Liang/dpa/HPIC/picture Alliance
Yapay zeka yardımcı olabilir mi?
Bir eser ne kadar az optimize edilirse, güzelleştirilmesi o kadar kolay olur. Bu nedenle, gen makası, endüstriyel ölçekte yetiştirilmemiş ve yetiştirilmemiş eski çeşitleri daha da geliştirmek için muhtemelen en değerli potansiyel olarak görülüyor. Örneğin, darı, einkorn veya yucca aslında doğal olarak iklim değişikliğine karşı daha dayanıklıdır, ancak yetiştirme prosedürleri artık emekleme aşamasındadır.
Phytoform, yapay zekanın yardımıyla genlerde daha da fazla optimizasyon fırsatı belirlemeye çalışıyor. Tek bir kişi için yıllar sürebilecek verileri kısa sürede işleyebilir. Teknoloji o kadar ilerledi ki, günümüzde bazı algoritmalar DNA bilgi setlerini bilim adamlarından çok daha doğru bir şekilde tespit edip tanımlayabiliyor.
Dünya genetik makasa hazırlanıyor
Genetiği değiştirilmiş organizmalarla yapılan araştırmalar tüm dünyada ivme kazanmıştır. 2011 yılında sadece bir avuç patent başvurusu yapılırken, 2019 yılında çoğu özel şirketlerden veya kamu araştırma kurumlarından olmak üzere yaklaşık 2.000 patent bulunmaktadır.
Milyar dolarlık bir pazar oluşturması beklenen bu teknolojiye ABD ve Çin’in yanı sıra çok uluslu şirketler de yoğun yatırım yapıyor. AB’de genetiği değiştirilmiş ürünler “GDO” olarak etiketlenir ve sıkı bir şekilde düzenlenir.
ABD, Çin ve birçok Latin Amerika ülkesinde genetiği değiştirilmiş ürünlerin özel olarak etiketlenmesine veya kontrol edilmesine gerek yoktur. Hindistan da bu yıl gıda düzenlemelerini esnetmeye karar verdi. Formül ne kadar gelişmiş olursa olsun, tarımsal eserlerin klasik ıslahı değerli bir rol oynamaya devam edecektir. Gıda güvenliğine katkıda bulunsalar da, bu yöntemler ekosistemimiz üzerindeki muazzam baskıyı telafi etmek için muhtemelen tek başlarına yeterli olmayacaktır.
