世界の食料システムは増加する世界人口を養っていますが、気候変動の主要な原因の一つでもあります。
科学者たちは、大気中から二酸化炭素をより効率よく取り込み、貯留する遺伝子改変作物の開発を進めています。
遺伝子改変作物の開発と利用は、環境、地域住民、そしてより広範な国際社会のニーズを満たすため、生態系の管理者と協力して進める必要があります。
食料システムは、世界の温室効果ガス排出量の3分の1超を占めています。パリ協定が掲げる野心的で極めて重要な排出削減目標を達成するための戦略を成功させるには、食料の生産、加工、流通の方法を変える必要があります。
ネットゼロの追求は二つの段階に分けられます。第一に、温室効果ガスの排出を可能な限りゼロに近づけること。第二に、残る排出分を大気中から吸収することです。
農地利用は、ネットゼロを実現するための両面で重要な要素です。家畜の飼育に使う土地を減らせばメタン排出量を削減できます。一方、作物を遺伝子改変し、二酸化炭素をより効率よく取り込んで酸素に変えたり、土壌に貯留したりすることも可能です。
気候変動との闘いにおける遺伝子改変作物
遺伝子工学はすでに、生物が適応するのを助けるため、急速に変化する気候に対応するために利用されています。研究者たちは、コメ、トウモロコシ、小麦について、干ばつが長期化し、モンスーンの雨量が増しても耐えられる品種を開発しています。極端な気温によって作物が新たな真菌や害虫にさらされており、科学者たちは病害に強いキャッサバ、ジャガイモ、カカオの遺伝子改変を進めています。
気候変動への適応に使われている同じ遺伝子工学の手法が、現在は気候変動の緩和にも使われています。
研究者たちは、イノベーティブ・ゲノミクス研究所がチャン・ザッカーバーグ・イニシアチブから資金提供を受け、CRISPR遺伝子編集技術を用いて、植物や土壌微生物がさまざまな方法で大気中の炭素を取り込み、貯留する能力を高めています。
米国立科学財団が資金提供する光合成効率の向上の実現プロジェクトでは、植物が太陽光、水、二酸化炭素を酸素とエネルギーに変換する過程である光合成を遺伝子工学で最適化することで、およそ40％生産性の高い植物を作り出せることが分かりました。これにより、大気中の二酸化炭素が減少します。
ソーク生物学研究所の研究者たちは、根をより丈夫で大きく、深くなるよう遺伝子改変できることを明らかにしました。植物活用イニシアチブの研究者たちによると、アボカドやマスクメロンの皮に含まれる分子を利用することで、改変した根は分解されにくくなり、炭素の流出を抑えられます。
土壌中の微生物も、気候変動の緩和や炭素の隔離に活用できます。
植物が光合成の過程で作り出す有益な分子の最大20％は、根を通じて土壌中の微生物に共有されます。遺伝子工学を用いれば、研究者は根と微生物群集の間の情報伝達や相互作用を調整し、土壌中の炭素を安定させて、そこにとどめることができます。
他の生態系を通じた炭素の回収
農地は、世界の陸地の3分の1超を占めています。その一部を使い、遺伝子改変作物によって炭素をより効率よく回収・貯留できれば、各国がネットゼロ目標を達成するうえで大きな力となります。研究の初期段階にある分野もある一方、生物学的炭素隔離の他の手法は、実用化と規模拡大に近づいています。
たとえば、世界規模で計画的に森林を再生することは、毎年大気中に放出されるおよそ400億メートルトンの二酸化炭素を削減するうえで不可欠です。木は生涯を通じて、平均で0.62メートルトンの二酸化炭素換算量を吸収するため、森林再生は真に産業規模で進める必要があります。
海洋と「ブルーカーボン」生態系（塩性湿地、マングローブ、海草藻場）は、面積あたり・年間の二酸化炭素隔離量が熱帯林の10倍に上ります。これらは、2050年までにほぼ14億トンのCO2を吸収する可能性があり、保護されなければなりません。
草原にも炭素隔離の大きな可能性があります。乾燥が進む地域では、草原は森林より多くの炭素を貯留できます。干ばつや山火事の影響を受けにくいためです。草原は炭素の大半を地下に隔離しますが、樹木は主に、火災に弱い木材や葉に炭素を貯留します。
こうした自然環境を保全することは、気候変動との闘いに欠かせない手段であり、今すぐ実行できます。
今後の道筋
国連の気候変動に関する政府間パネルが発表した最新の報告書は、ネットゼロ排出の達成に炭素除去が不可欠であることを明確に示しました。ネットゼロ排出を達成するための戦略を成功させるには、大気中の炭素を回収・貯留する生物学的手法と技術的手法が必ず含まれます。
こうした手段の活用方法は、最新の科学的知見に基づくとともに、地域社会の意向を反映すべきです。どの炭素回収手段を使い、どう活用するかは、科学者や政策立案者だけに委ねるべきではありません。気候変動と、その解決策の影響を受ける人々も決定に加わる必要があります。
生態系の管理者の声に耳を傾けることで、遺伝子改変作物やその他の生物学的炭素回収手法が、環境、地域住民、そしてより広範な国際社会のニーズを満たすことにつながります。
