Gıda üretiminde yapay zekâ dönemi

İklime dayanıklı muz, daha az suya ihtiyaç duyan pirinç ya da gıda israfını azaltan patates üretimi mümkün mü? Gıda üretimi, ekosistem üzerinde muazzam bir yük oluşturuyor. Aynı zamanda aşırı fırtınalar, kuraklıklar ve sıcak hava dalgaları nedeniyle meydana gelen ürün kayıpları, artan dünya nüfusunun gıda güvenliğini ciddi biçimde tehdit ediyor.

Dünya Kaynakları Enstitüsü (WRI) tarafından hazırlanan bir raporda da vurgulandığı gibi, dünya büyük bir ikilemle karşı karşıya: Giderek artan nüfusu beslemek için daha fazla kaynak ve toprak kullanmadan, daha fazla üretim yapılması gerekiyor. WRI beslenme uzmanı ve raporun yazarlarından Janet Ranganathan, "Bugün ürettiğimiz gıda miktarı ile 2050 yılında insanları yeterince besleyebilmek için ihtiyacımız olan gıda miktarı arasında yüzde 50'lik bir açık var" diyor.

Kuraklığa dayanıklı pirinç

Bilim insanları, yapay zekâyı ve gen makası olarak adlandırılan CRISPR-CAS9 yöntemini kullanarak, daha yüksek verim sağlayan ve yetiştirmek için daha az kaynak gerektiren, iklime dayanıklı süper tarım ürünleri geliştirmek istiyor. Bunun için "genom düzenleme" yoluyla bitkilerin genetik yapısı değiştiriliyor. Sürecin sonunda, kısaca "GDO” olarak adlandırılan, genetiği değiştirilmiş organizmalar ortaya çıkıyor.

Örneğin pirinci ele alalım. İster İtalya’da ister Çin'de ya da Pakistan'da olsun, dünyanın büyük bölümündeki aşırı kuraklıklar, pirinç hasadında büyük kayıplara yol açıyor. Bu da normalde suda yüzen ve kendisi susuz bir bitki olan pirinç için büyük bir sorun teşkil ediyor. Genetik mühendislerine göre, bu sorunun çözümünde yeni bir pirinç türü yardımcı olabilir: "IR64" adı verilen pirinç çeşidi Hindistan, Endonezya, Moritanya, Mozambik, Vietnam ve Batı Afrika'daki Sahel bölgesi de dahil olmak üzere, çoğunlukla güney yarımküre bölgelerinde yetişiyor ve buradan tüm dünyaya pazarlanıyor.

Genetiği değiştirilerek kuraklığa daha dayanıklı hale getirilen bu pirinç türü, normalde gerekli olandan yüzde 40'a kadar daha az suya ihtiyaç duyuyor. Yapılan deneylerde, susuz geçen bir haftanın ardından ana bitki ölürken, modifiye edilen bitkilerin yarısı hayatta kaldı.

Genetik makas devrim mi, tehlike mi?

Genom düzenleme, geleneksel genetik mühendisliğinden temelde farklı bir yöntem. Doğal bir sürece dayanıyor. Ancak Max Planck Topluluğu'ndan biyolog Detlef Weigel'e göre bu yöntem, mutasyonları çok daha az rastlantısal hale getiriyor.

Genetiği değiştirilmiş ürünlerin çoğuna, hayvanlara ya da bitkilere, yapay bir gen ya da başka bir organizmadan alınan doğal bir gen yerleştiriliyor. Örneğin böcek gibi zararlılara dirençli olan pamuk ya da mısır türleri, aslen bir bakteriden üretilen bir gen içeriyor.

Genom düzenleme yönteminde ise yabancı DNA kullanmak, yerine genetik kod, bir organizmanın kendi DNA'sı ile değiştirebiliyor. Makas gibi çalışan özel enzimler kullanılarak genler silinebiliyor, değiştirilebiliyor veya tekrarlanabiliyor. İstenen sonucu elde etmek için melezleme yöntemi, on yıldan fazla zaman alıyorken, genom düzenlemenin test süreci birkaç yıl, uygulama süreci ise sadece birkaç ay sürüyor.      

Akıllı muz üretiliyor

Çalışmalar sadece kuraklığa dayanıklı pirinç ile sınırlı değil. Örneğin, domates veriminin nasıl yüzde 70'lere çıkarılabileceği araştırılıyor. Ayrıca çorak ve tuzlu topraklarda soya fasulyesi yetiştirmeye ya da pirinçten kaynaklanan metan emisyonlarını azaltmaya yönelik çalışmalar yapılıyor. Kenyalı bilim insanları ise "akıllı muz" adını verdikleri bir ürün geliştirdi. Laboratuvarlarında, kuraklık sırasında aktif hale gelen bir virüse karşı, bitkinin kendi bağışıklık sistemini devreye sokan bir geni etkinleştirmeyi başardılar.

Ancak tüm bu çalışmaların, her türlü risk ve belirsizliklerden ve arınmış olduğu da söylenemez. Zira GDO'ların çoğu henüz araştırma aşamasında ve mevcut veriler son derece zayıf. Genetik araştırma karşıtları, tüm bunların "doğa üzerinde yapılan tehlikeli deneyler" olduğunu öne sürüyor.

Yapay zekâ yardımcı olabilir mi?

Bir ürün ne kadar az optimize edilmişse, iyileştirilmesi de o kadar kolay olur. Bu nedenle, muhtemelen henüz endüstriyel ölçekte yetiştirilmemiş ve ıslah edilmemiş eski türleri daha da geliştirmek için en önemli potansiyel olarak gen makası görülüyor. Örneğin darı, siyez veya yuka bitkisi zaten doğal olarak iklim değişikliğine karşı daha dirençli olmakla birlikte, ıslah yöntemleri henüz emekleme aşamasında.

Phytoform, yapay zekâ yardımıyla genlerde daha da fazla optimizasyon fırsatı belirlemeye çalışıyor. Tek bir kişinin yıllarını alabilecek miktarda veriyi kısa sürede işleyebiliyor. Teknoloji o kadar ilerledi ki, bugün bazı algoritmalar DNA veri setlerini, bilim insanlardan çok daha iyi saptayıp tanımlayabiliyor.

Dünya genetik makasa hazırlanıyor

Dünya çapında genetiği değiştirilmiş organizmalarla yapılan araştırmalar hız kazandı. 2011'de sadece bir avuç patent başvurusu yapılmışken, 2019'da ise çoğu özel şirketlerden ya da kamu araştırma kurumlarına ait neredeyse 2 bin patent bulunuyor.

ABD ve Çin'in yanı sıra çok uluslu şirketler de milyarlarca dolarlık bir pazarın oluşması beklenen bu teknolojiye büyük yatırımlar yapıyor. AB'de genetiği değiştirilmiş ürünler "GDO” olarak etiketleniyor ve sıkı bir şekilde denetleniyor.

ABD, Çin ve birçok Latin Amerika ülkesinde ise genetiği değiştirilmiş ürünlerin özel olarak etiketlenmesi veya kontrol edilmesi gerekmiyor. Hindistan da bu yıl gıda yönetmeliklerini esnetme kararı aldı. Yöntem ne kadar gelişmiş olursa olsun, tarım ürünlerinin geleneksel ıslahı, önemli bir rol oynamaya devam edecek. Her ne kadar gıda güvenliğine katkıda bulunsalar da söz konusu yöntemler, ekosistemimiz üzerindeki muazzam baskıyı telafi etmekte, muhtemelen tek başına yeterli olmayacak.