إحدى الطرق غير المألوفة لمساعدة النباتات والحيوانات على التكيف مع مشكلة تفاقمت بفعل الإنسان هي تعديل حمضها النووي لجعلها أكثر مقاومة للاحتباس الحراري. وهذا تحديدًا ما يفعله الباحثون في جامعة فلوريدا مع الأبقار.
هذه الحيوانات مفيدة جدًا للبشرية ، لذلك اتضح أنه من المهم جدًا ضمان استمرار وجودها.
كما هو الحال مع الأنواع المتعددة التي قد تندرج ضمن جنس واحد، سواءً أكانت حيوانية أم نباتية، ينطبق الأمر نفسه على الأبقار. ولذلك، يقوم فريق من الباحثين، من بينهم البروفيسورة رالوكا ماتيسكو من قسم علوم الحيوان في معهد علوم الأغذية والزراعة بجامعة فلوريدا (UF/IFAS)، بدراسة أبقار برانغوس ، وهي السلالة الأكثر تحملاً للحرارة. هذه السلالة هي نتاج تهجين بين أبقار أنغوس وبراهمان.
ولتحقيق ذلك، حصلوا على منحة اتحادية لمدة ثلاث سنوات بقيمة 733 ألف دولار. وقال ماتيسكو إنهم سيتمكنون بفضلها من تتبع أجزاء من الحمض النووي للنوعين، مما سيساعدهم على تحديد مناطق الحمض النووي المهمة لتنظيم درجة حرارة جسم الحيوان.
تُعدّ الولايات المتحدة موطناً لما يقارب 40% من أبقار اللحم في العالم. ولتطوير سلالات حيوانية أكثر تكيفاً مع المناخات الدافئة، وتنتج لحوماً ذات جودة أعلى، يُجري الباحثون دراسات طويلة الأمد باستخدام أدوات علم الجينوم لتحسين قدرتها على تحمل الإجهاد الحراري . ويُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية نظراً للأثر البيئي الكبير لتربية الماشية ودورها في الحدّ من استهلاك اللحوم.
لا شك أن هذا البحث، على حد تعبير ماتيسكو، "يقدم نهجًا جديدًا وفعالًا لمواجهة تحديات تغير المناخ وتطوير ماشية ذكية ومنتجة". ولكن ما رأيك في التعديل الجيني للحيوانات؟ للتعمق أكثر في هذا الموضوع، يمكنك معرفة المزيد عن تقنية كريسبر.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، انقر هنا.
أسباب الإجهاد الحراري في الماشية
من المشاكل التي يواجهها مربو الأبقار الحلوب تعرضها للإجهاد الحراري عند تعرضها لدرجات حرارة عالية لفترات طويلة. لا يؤدي هذا إلى انخفاض إنتاج الحليب فحسب ، بل يؤثر سلبًا أيضًا على صحتها وخصوبتها. علاوة على ذلك، ونظرًا لظاهرة الاحتباس الحراري، يُتوقع أن تتفاقم هذه المشكلة مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية.
يُعدّ الإجهاد الحراري عاملاً رئيسياً يُحدّ من إنتاج البروتين الحيواني، ويؤثر سلباً على صحة ورفاهية الماشية في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. وفي البيئات الحارة، تكون الحيوانات أكثر عرضةً لانخفاض مقاومتها للأمراض. لذا، من الضروري وضع استراتيجيات تُحسّن قدرة الأبقار على التكيّف مع هذه الظروف القاسية.
استراتيجيات التعديل الوراثي للأبقار
لمواجهة تحدي الإجهاد الحراري، بدأ العلماء باستكشاف أساليب غير تقليدية، وتحديداً التعديل الجيني باستخدام تقنية كريسبر-كاس9 ، وهي أداة تسمح بتغيير الحمض النووي للكائن الحي بدقة. ويهدف الباحثون من خلال هذه التقنية إلى تحويل هذه الحيوانات إلى "أبقار خارقة" مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة.
تتضمن إحدى الاستراتيجيات المستخدمة تعديل لون فراء الماشية، استنادًا إلى فكرة أن الأصباغ الفاتحة تمتص حرارة أقل من الأصباغ الداكنة. ولتحقيق ذلك، استُخدمت تقنية كريسبر لتعديل جين مرتبط بالتصبغ يُسمى PMEL. أُجريت هذه العملية على أجنة الأبقار في المختبر، مما أنتج حيوانات ذات لون فضي، وهو سمة مميزة لبعض السلالات، على عكس اللون الأسود أو البني الداكن المعتاد.
تجدر الإشارة إلى أن هذه الأجنة المعدلة استُنسخت وزُرعت في عدة إناث من الأبقار. ومع ذلك، ونظرًا لأن عملية الاستنساخ محفوفة بالمخاطر وقد تُسبب تشوهات خلقية، فقد نفقت المواليد في حالتي الولادة الناجحتين بعد الولادة بفترة وجيزة . ويرتبط هذا النوع من النتائج بآثار الاحتباس الحراري وتأثيره على الصحة البيئية.
أخيرًا، تتضمن استراتيجية أخرى يدرسها العلماء الهندسة الوراثية لإنتاج أبقار ذات فراء أقصر وأنعم، قادرة على تبديد الحرارة بسرعة أكبر. هذا، بالإضافة إلى النجاح المحتمل لتغيير اللون، من شأنه أن يخلق هذه "الأبقار الخارقة" القادرة على خفض درجات الحرارة المرتفعة.
تأثير الثروة الحيوانية على تغير المناخ
لا يقتصر التحدي الذي يواجه تربية المواشي على الإنتاج ورعاية الحيوانات فحسب، بل يمتد ليشمل تأثيراً بالغاً على البيئة من خلال انبعاثات غازات الاحتباس الحراري . وتشير التقديرات إلى أن تربية المواشي مسؤولة عن نحو 14% من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. علاوة على ذلك، يأتي حوالي 40% من قدرة المواشي على إحداث الاحتباس الحراري من غاز الميثان ، وهو غاز ينتج أثناء عملية الهضم لدى المجترات.
يثير هذا الوضع معضلةً جوهرية: هل من المستحسن تعديل الحيوانات وراثيًا لأغراض بشرية؟ هل من واجبنا تعديل الحيوانات وراثيًا لكي تتمكن من تحمل تغير المناخ الذي تسببنا فيه بأنفسنا؟ هذا السؤال الأخلاقي أساسي عند النظر في التلاعب الجيني بالحيوانات، لا سيما وأن انبعاثات غاز الميثان قد تقوض التقدم المحرز في مكافحة تغير المناخ.
تطوير الأبقار منخفضة الميثان
يُعدّ الانتقاء الجيني لتربية الأبقار التي تُصدر كميات أقل من غاز الميثان نهجًا واعدًا للحدّ من الأثر البيئي للثروة الحيوانية. وقد أظهرت بعض الأبحاث وجود اختلافات في إنتاج الميثان تتراوح بين 30% و40% بين الحيوانات المتماثلة في الحجم والتي تتغذى على نفس النظام الغذائي. وهذا يُشير إلى إمكانية تطوير سلالات منخفضة الميثان ، مما يُوفّر حلًا مستدامًا يُفيد كلًا من المُنتجين والبيئة.
في هذا السياق، يُعدّ استخدام تقنية الحمض النووي واختيار الأفراد ذوي الصفات الوراثية المواتية عاملاً أساسياً في الحدّ من انبعاثات غاز الميثان. كما يُكمّل هذا النهج أفضل الممارسات في تغذية وإدارة الثروة الحيوانية ، والتي تشمل ضمان صحة الماشية وتغذيتها الجيدة، وبالتالي تقليل الانبعاثات لكل كيلوغرام من اللحوم أو لتر من الحليب. وتُعدّ هذه الممارسات ضرورية عند النظر في الأثر البيئي لتربية الماشية.
دور النظام الغذائي في إنتاج الميثان
يلعب العلف دورًا حاسمًا في إنتاج غاز الميثان لدى الماشية. ومن المعروف أن بعض أنواع العلف تؤثر على إنتاج الغاز، كما أن إضافة بعض المواد الغذائية إلى النظام الغذائي يمكن أن يقلل من انبعاثات الميثان . ولذلك، بدأ بعض المنتجين بإضافة الأعشاب البحرية إلى علف الماشية، حيث ثبت أن بعض الأنواع منها تقلل انبعاثات الميثان بأكثر من 30%.
على سبيل المثال، أظهر الطحلب الأحمر Asparagopsis taxiformis نتائج واعدة في دراسات حديثة. ومع ذلك، أثار هذا النهج جدلاً حول سلامته واستدامته، مما يستدعي إجراء المزيد من البحوث، لا سيما في ظل تأثير تغير المناخ على إنتاج الغذاء.
مبادرات أخرى للتخفيف من انبعاثات غاز الميثان من الماشية
إلى جانب التعديل الوراثي والنظام الغذائي، تُبذل جهودٌ أخرى للحد من انبعاثات غاز الميثان من الماشية. يتمثل أحد هذه الجهود في استخدام اللقاحات التي قد تُسهم في السيطرة على أعداد الكائنات الدقيقة في الكرش المسؤولة عن إنتاج الميثان. ورغم أن هذا النهج لا يزال قيد التطوير، إلا أنه يحمل في طياته إمكانية تقديم حلٍّ دائم لهذه المشكلة.
يعمل الباحثون أيضاً على تطوير إضافات علفية قادرة على تغيير البكتيريا المعوية في كرش المجترات، مما قد يؤدي إلى انخفاض إنتاج غاز الميثان. وهذا من شأنه أن يفيد البيئة ويحسن كفاءة إنتاج الحليب واللحوم، وهو أمر بالغ الأهمية في مكافحة تغير المناخ.
الآفاق المستقبلية في التلاعب الجيني للأبقار
تتمتع الهندسة الوراثية، إلى جانب ممارسات الزراعة والتغذية المستدامة، بالقدرة على تحويل صناعة الثروة الحيوانية إلى نموذج أكثر مسؤولية تجاه البيئة وصحة الحيوان. إن العمل على تعديل الأبقار وراثيا لزيادة مقاومتها للحرارة وتقليل إنتاجها من غاز الميثان لا يهدف فقط إلى تحسين إنتاجية الحيوانات، بل يهدف أيضا إلى ضمان إنتاج الغذاء في ظل مناخ متغير. وفي نهاية المطاف، فإن الهدف هو ضمان إمدادات غذائية مستدامة ومستدامة للأجيال القادمة.
