Kürzlich pflanzte ein halbes Dutzend Arbeiter in einem tief gelegenen Gebiet des Piniengürtels im südlichen Georgia Reihe um Reihe zweigartige Pappeln.
Dies waren jedoch nicht irgendwelche Bäume: Einige der Setzlinge, die sich in den feuchten Boden schmiegten, waren gentechnisch verändert worden, um Holz mit turbogeladenen Geschwindigkeiten zu züchten, während sie Kohlendioxid aus der Luft schlürften.
Die Pappeln könnten die ersten gentechnisch veränderten Bäume sein, die in den Vereinigten Staaten außerhalb eines Forschungsversuchs oder einer kommerziellen Obstplantage gepflanzt wurden. So wie die Einführung der Flavr-Savr-Tomate im Jahr 1994 eine neue Industrie gentechnisch veränderter Nahrungspflanzen eingeführt hat, hoffen die Baumpflanzer, die Forstwirtschaft zu verändern.
Living Carbon, ein in San Francisco ansässiges Biotechnologieunternehmen, das die Pappeln produziert hat, beabsichtigt, dass seine Bäume eine groß angelegte Lösung für den Klimawandel darstellen.
Pappelsetzlinge werden nach dem Pflanzen farblich gekennzeichnet. AUDRA MELTON/The New York Times
„Man hat uns gesagt, das sei unmöglich“, sagte Maddie Hall, Mitbegründerin und CEO des Unternehmens, über ihren Traum, Gentechnik für das Klima einzusetzen. Aber sie und ihre Kollegen haben auch Gläubige gefunden – genug, um 36 Millionen US-Dollar (1,2 Milliarden Baht) in das vier Jahre alte Unternehmen zu investieren.
Das Unternehmen hat auch Kritiker angezogen. Das Global Justice Ecology Project, eine Umweltgruppe, hat die Bäume des Unternehmens als „wachsende Bedrohungen“ für die Wälder bezeichnet und ihre Besorgnis darüber zum Ausdruck gebracht, dass die Bundesregierung ihnen erlaubt hat, sich der Regulierung zu entziehen, wodurch die Tür für kommerzielle Anpflanzungen viel früher geöffnet wurde, als dies für technische Pflanzen typisch ist.
Living Carbon muss noch begutachtete Artikel veröffentlichen; Die einzigen öffentlich gemeldeten Ergebnisse stammen aus einem Gewächshausversuch, der nur wenige Monate dauerte. Diese Daten haben einige Experten fasziniert, aber weit von einer vollständigen Bestätigung entfernt.
Chellyne Stotts von Living Carbon misst einen Pappelsämling. AUDRA MELTON/The New York Times
“Sie haben einige ermutigende Ergebnisse”, sagte Donald Ort, ein Genetiker der Universität von Illinois, dessen Pflanzenexperimente zur Inspiration der Technologie von Living Carbon beigetragen haben. Aber er fügte hinzu, dass die Vorstellung, dass die Ergebnisse des Treibhauseffekts in der realen Welt zum Erfolg führen, „kein Slam Dunk“ sei.
Die Pappeln von Living Carbon beginnen ihr Leben in einem Labor in Hayward, Kalifornien. Dort tüfteln Biologen daran, wie die Bäume Photosynthese betreiben, die Reihe chemischer Reaktionen, mit denen Pflanzen Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid zu Zucker und Stärke verweben.
Damit folgen sie einem Präzedenzfall der Evolution: Mehrmals in der langen Geschichte der Erde haben Verbesserungen der Photosynthese es Pflanzen ermöglicht, genügend Kohlendioxid aufzunehmen, um den Planeten erheblich zu kühlen.
Ein Arbeiter mit einem Handpflanzteam misst einen Pappelsetzling. Fotos: AUDRA MELTON/nyt
Während die Photosynthese tiefgreifende Auswirkungen auf die Erde hat, ist sie als chemischer Prozess alles andere als perfekt. Zahlreiche Ineffizienzen hindern Pflanzen daran, mehr als einen kleinen Bruchteil der Sonnenenergie, die auf ihre Blätter fällt, einzufangen und zu speichern. Diese Ineffizienzen begrenzen neben anderen Faktoren, wie schnell Bäume und andere Pflanzen wachsen und wie viel Kohlendioxid sie aufnehmen.
Wissenschaftler haben Jahrzehnte damit verbracht, dort weiterzumachen, wo die Evolution aufgehört hat. Im Jahr 2019 gaben Prof. Ort und seine Kollegen bekannt, dass sie Tabakpflanzen genetisch gehackt haben, um die Photosynthese effizienter zu machen.
Ein Handpflanzer pflanzt Pappeln in Vidalia. AUDRA MELTON/The New York Times
Normalerweise produziert die Photosynthese ein giftiges Nebenprodukt, das eine Pflanze entsorgen muss, wodurch Energie verschwendet wird. Die Forscher aus Illinois fügten Gene aus Kürbissen und Grünalgen hinzu, um Tabaksetzlinge dazu zu bringen, die Toxine stattdessen in mehr Zucker zu recyceln, wodurch Pflanzen produziert wurden, die um fast 40 % größer wurden.
Im selben Jahr lernte Frau Hall, die für Unternehmen im Silicon Valley wie OpenAI (das für das Sprachmodell ChatGPT verantwortlich war) gearbeitet hatte, ihren zukünftigen Mitbegründer Patrick Mellor auf einer Klimatech-Konferenz kennen. Herr Mellor forschte, ob Bäume so manipuliert werden könnten, dass sie fäulnisbeständiges Holz produzieren.
Vince Stanley erlaubt auf einem Teil seines Landes das Anpflanzen modifizierter Bäume in Vidalia. AUDRA MELTON/The New York Times
Mit Geldern, die von Risikokapitalfirmen und Frau Halls Kontakten zur Tech-Welt, einschließlich OpenAI-CEO Sam Altman, gesammelt wurden, gründeten sie und Herr Mellor Living Carbon, um Bäume zu entsaften, um den Klimawandel zu bekämpfen. „Es gab so wenige Unternehmen, die sich mit der Kohlenstoffentfernung im großen Maßstab auf eine Weise befassten, die Grenzwissenschaft und groß angelegten kommerziellen Einsatz miteinander verbindet“, sagte Frau Hall.
In einem Bereich, der an glaziale Fortschritte und strenge Vorschriften gewöhnt ist, hat sich Living Carbon schnell und frei bewegt. Die mit Genkanonen modifizierten Pappeln haben eine Reihe von Bundesvorschriften für gentechnisch veränderte Organismen vermieden, die Biotech-Projekte jahrelang aufhalten können. (Diese Vorschriften wurden inzwischen überarbeitet.)
Im Gegensatz dazu wartet ein Team von Wissenschaftlern, das einen fäuleresistenten Kastanienbaum mit der gleichen Bakterienmethode, die zuvor von Living Carbon angewendet wurde, gentechnisch verändert hat, seit 2020 auf eine Entscheidung. Ein gentechnisch veränderter Apfel, der in kleinem Maßstab im Bundesstaat Washington angebaut wird, dauerte mehrere Jahre genehmigt.
Patrick Mellor, Mitbegründer von Living Carbon. AUDRA MELTON/The New York Times
„Man könnte sagen, dass die alte Regel irgendwie undicht war“, sagte Bill Doley, ein Berater, der bis 2022 an der Verwaltung des Regulierungsprozesses für genetisch veränderte Organismen des Landwirtschaftsministeriums beteiligt war.
Eines Tages im vergangenen Monat pflanzten auf dem Land von Vince Stanley, einem Landwirt in der siebten Generation, der mehr als 10.100 bewaldete Hektar im Kieferngürtel von Georgia bewirtschaftet, Hacken schwingende Arbeiter, die Rucksäcke mit Sämlingen trugen, fast 5.000 modifizierte Pappeln.
Die gezwickten Pappeln hatten Namen wie Kookaburra und Baboon, die darauf hindeuteten, von welchem ”Elternbaum” sie geklont wurden, und waren mit einer ungefähr gleichen Anzahl unveränderter Bäume durchsetzt. Am Ende des für die Jahreszeit ungewöhnlich warmen Tages waren die Arbeiter schweißgebadet und die Pflanzfelder waren mit bleistiftdünnen Setzlingen und farbigen Markierungsfähnchen übersät, die aus dem Schlamm ragten.
Im Gegensatz zu schnell wachsenden Kiefern produzieren Harthölzer, die in Niederungen wie diesen wachsen, Holz so langsam, dass ein Landbesitzer möglicherweise nur eine Ernte in seinem Leben erhält, sagte Herr Stanley. Er hofft, dass die „Elite-Setzlinge“ von Living Carbon es ihm ermöglichen werden, Bäume im Tiefland anzubauen und schneller Geld zu verdienen. „Wir nehmen eine Holzrotation von 50 bis 60 Jahren und halbieren das“, sagte er. “Es ist absolut eine Win-Win-Situation.”
Forstgenetiker waren gegenüber den Bäumen von Living Carbon weniger zuversichtlich. Forscher bewerten Bäume normalerweise in begrenzten Feldversuchen, bevor sie zu großflächigen Anpflanzungen übergehen, sagte Andrew Newhouse, der das Projekt für technische Kastanien am SUNY College of Environmental Science and Forestry leitet. „Ihre Behauptungen scheinen auf der Grundlage sehr begrenzter Daten aus der realen Welt gewagt zu sein“, sagte er.
Steve Strauss, ein Genetiker an der Oregon State University, stimmte der Notwendigkeit zu, Felddaten einzusehen. “Meine Erfahrung im Laufe der Jahre ist, dass das Gewächshaus fast nichts bedeutet” über die Aussichten im Freien von Bäumen, deren Physiologie verändert wurde, sagte er. “Venture Capitalists wissen das vielleicht nicht.”
In Vidalia lädt ein Handpflanzer Kisten in einen Lastwagen. AUDRA MELTON/The New York Times
Der US Forest Service, der jedes Jahr eine große Anzahl von Bäumen pflanzt, hat wenig darüber gesagt, ob er künstlich hergestellte Bäume verwenden würde.
Um für die Anpflanzung in nationalen Wäldern in Betracht gezogen zu werden, die fast ein Fünftel der US-Waldfläche ausmachen, müssten die Bäume von Living Carbon an bestehenden Bewirtschaftungsplänen ausgerichtet werden, die typischerweise der Gesundheit und Vielfalt der Wälder Vorrang vor der Reduzierung der Menge an atmosphärischem Kohlenstoff einräumen, sagte Dana Nelson. ein Genetiker mit dem Service. „Ich finde es schwer vorstellbar, dass es gut in einen nationalen Wald passen würde“, sagte Herr Nelson.
Living Carbon konzentriert sich vorerst auf privates Land, wo es weniger Hürden haben wird. Später in diesem Frühjahr werden Pappeln auf verlassenen Kohleminen in Pennsylvania gepflanzt. Bis zum nächsten Jahr hoffen Frau Hall und Herr Mellor, Millionen von Bäumen in die Erde zu pflanzen.
