Κάθε χρόνο, οι αγρότες σε όλο τον κόσμο δαπανούν περίπου 80 δισεκατομμύρια δολάρια για φυτοφάρμακα, προκειμένου να προστατεύσουν τις καλλιέργειές τους από έντομα, ασθένειες και ζιζάνια. Ωστόσο, η εκτεταμένη χρήση χημικών φυτοφαρμάκων έχει σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, καθώς επηρεάζει όχι μόνο τους επιβλαβείς οργανισμούς αλλά και τις μέλισσες, τα ωφέλιμα βακτήρια του εδάφους και τα υδάτινα οικοσυστήματα. Παράλληλα, ολοένα και περισσότερες επιστημονικές μελέτες συνδέουν ορισμένες δραστικές ουσίες με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης ασθενειών, όπως η νόσος του Πάρκινσον και ορισμένες μορφές καρκίνου.
Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, τα βιολογικά φυτοφάρμακα που βασίζονται σε μικροοργανισμούς κερδίζουν έδαφος. Μέχρι σήμερα, όμως, η αποτελεσματικότητά τους συχνά υπολείπεται εκείνης των χημικών προϊόντων, αναγκάζοντας τους παραγωγούς να επιλέξουν ανάμεσα στην προστασία του περιβάλλοντος και στις υψηλές αποδόσεις των καλλιεργειών τους.
Μικρόβια «οπλισμένα» με τεχνολογία αιχμής
Η αμερικανική εταιρεία Robigo, που ιδρύθηκε από τη βιολόγο Andee Wallace, επιχειρεί να γεφυρώσει αυτό το χάσμα αξιοποιώντας τεχνολογίες που μέχρι πρότινος χρησιμοποιούνταν κυρίως στην ιατρική έρευνα, όπως η RNA interference (RNAi) και το CRISPR.
Η εταιρεία τροποποιεί γενετικά φυσικούς μικροοργανισμούς, ώστε να αποκτούν στοχευμένες ιδιότητες ενάντια σε συγκεκριμένους παθογόνους οργανισμούς των φυτών. Οι μικροοργανισμοί αυτοί έχουν τη δυνατότητα να αναπαράγονται στο περιβάλλον, προσφέροντας προστασία στις καλλιέργειες για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα συμβατικά φυτοφάρμακα.
Όπως εξηγεί η Wallace, τα χημικά φυτοφάρμακα αποτελούν βασικό εργαλείο της γεωργίας εδώ και περίπου 70 χρόνια. Ο μακροπρόθεσμος στόχος της Robigo, όμως, είναι να προσφέρει στους παραγωγούς νέα μέσα προστασίας που θα διατηρούν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών, χωρίς να διαταράσσουν την ισορροπία του οικοσυστήματος.
Εντυπωσιακά αποτελέσματα στις πρώτες δοκιμές
Η Robigo πραγματοποίησε δοκιμές πεδίου σε πέντε πολιτείες των ΗΠΑ, όπου τα προϊόντα της συγκρίθηκαν τόσο με χημικά φυτοφάρμακα όσο και με ήδη διαθέσιμα βιολογικά σκευάσματα. Σε μία από τις δοκιμές, το προϊόν της εταιρείας οδήγησε σε αύξηση της απόδοσης της καλλιέργειας κατά 250% σε σύγκριση με άλλο εμπορικό βιολογικό φυτοφάρμακο.
Σύμφωνα με την Wallace, σε καλλιέργειες όπως το μαρούλι, που συγκομίζονται χειρωνακτικά, ακόμη και απώλεια της παραγωγής κατά 25% μπορεί να καταστήσει ασύμφορη τη συγκομιδή. Για τον λόγο αυτό, οι αγρότες στρέφονται στα χημικά φυτοφάρμακα: όχι επειδή αποτελούν την ιδανική λύση, αλλά επειδή χρειάζονται αξιόπιστη προστασία για να εξασφαλίσουν την παραγωγή τροφίμων.
Από το εργαστήριο στη γεωργία
Η Andee Wallace πραγματοποίησε το διδακτορικό της στο MIT, στο εργαστήριο του καθηγητή Chris Voigt, όπου ασχολήθηκε με τη συνθετική βιολογία και τη μηχανική μικροοργανισμών.
Μετά την ολοκλήρωση των σπουδών της, μαζί με συνεργάτες της από το MIT ίδρυσε τη Robigo. Η αρχική ιδέα ήταν η χρήση του CRISPR για την εξουδετέρωση βακτηρίων που προκαλούν ασθένειες στις καλλιέργειες. Στη συνέχεια, όμως, η εταιρεία στράφηκε στην τεχνολογία RNAi, η οποία μπλοκάρει κρίσιμες λειτουργίες των παθογόνων οργανισμών, χωρίς να επηρεάζει άλλους μικροοργανισμούς.
Η ανάπτυξη της εταιρείας υποστηρίχθηκε από προγράμματα επιχειρηματικότητας και καινοτομίας του MIT, ενώ σήμερα συνεργάζεται με μεγάλες εταιρείες του αγροδιατροφικού τομέα.
Γιατί διαφέρει από τα υπόλοιπα βιολογικά φυτοφάρμακα
Οι περισσότερες εταιρείες βιολογικών φυτοφαρμάκων αναζητούν νέους μικροοργανισμούς στη φύση, τους καλλιεργούν και τους χρησιμοποιούν σε ψεκασμούς. Το πρόβλημα είναι ότι αυτοί οι μικροοργανισμοί συχνά δεν επιβιώνουν για μεγάλο διάστημα στο έδαφος ή στο μικροβίωμα της περιοχής όπου εφαρμόζονται.
Η Robigo ακολουθεί διαφορετική στρατηγική. Αντί να αναζητά εξειδικευμένους μικροοργανισμούς, χρησιμοποιεί ήδη δοκιμασμένα και ανθεκτικά στελέχη που ευδοκιμούν στις γεωργικές συνθήκες και τα εξοπλίζει με νέες βιολογικές λειτουργίες.
Η διαδικασία ξεκινά από τις ανάγκες της καλλιέργειας: ποιο φυτό χρειάζεται προστασία και από ποια ασθένεια ή παράσιτο. Στη συνέχεια σχεδιάζονται μόρια RNAi που στοχεύουν αποκλειστικά τους επιβλαβείς οργανισμούς, ενώ η εταιρεία μπορεί να συνδυάζει περισσότερα από ένα RNAi στο ίδιο μικρόβιο, ώστε να αντιμετωπίζει πολλαπλές ασθένειες με ένα μόνο προϊόν.
Προστασία ολόκληρη τη σεζόν με μία εφαρμογή
Κατά τις δοκιμές σε καλλιέργειες σόγιας και μαρουλιού στις μεσοδυτικές και δυτικές πολιτείες των ΗΠΑ, η Robigo διαπίστωσε ότι μία μόνο εφαρμογή των μικροοργανισμών παρείχε προστασία καθ' όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η αποτελεσματικότητα ήταν αντίστοιχη με εκείνη των κορυφαίων χημικών φυτοφαρμάκων, ενώ το κόστος ήταν σημαντικά χαμηλότερο από άλλα βιολογικά προϊόντα. Οι ερευνητές θεωρούν ότι αυτή η διάρκεια δράσης αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας, καθώς τα περισσότερα βιολογικά φυτοφάρμακα απαιτούν επαναλαμβανόμενες εφαρμογές.
Το επόμενο βήμα για τη βιώσιμη γεωργία
Η Robigo σχεδιάζει να επεκτείνει σημαντικά τη δραστηριότητά της, αυξάνοντας την παραγωγή και αναπτύσσοντας νέα προϊόντα για περισσότερες καλλιέργειες. Παράλληλα, συνεργάζεται με μεγάλες εταιρείες αγροχημικών και γεωργικούς οργανισμούς, με στόχο να φέρει τις τεχνολογίες της σε αγρότες σε περισσότερες χώρες.
Η φιλοδοξία της εταιρείας είναι να προσφέρει λύσεις που θα συνδυάζουν υψηλή αποτελεσματικότητα, μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα και μεγαλύτερη ασφάλεια για τον άνθρωπο και τα οικοσυστήματα, συμβάλλοντας στη μετάβαση σε ένα πιο ανθεκτικό και βιώσιμο σύστημα παραγωγής τροφίμων.
