Imens klimaforandringer presser verdens fødevareproduktion, søger forskere nye og utraditionelle løsninger.
En af de mest opsigtsvækkende kommer bogstaveligt talt fra rummet.
I november 2022 blev frø sendt til den International Space Station (ISS) for at blive udsat for kosmisk stråling, ekstreme temperaturer og mikrogravitation.
Formålet er at undersøge, om rummets barske forhold kan fremelske genetiske ændringer, der gør afgrøder mere robuste over for tørke, varme, sygdomme og andre klimarelaterede udfordringer på Jorden.
Projektet er et samarbejde mellem Det Internationale Atomagentur og Food and FN’s fødevare- og landbrugsorganisation gennem deres fælles forskningscenter, det såkaldte FAO/IAEA Centre of Nuclear Techniques in Food and Agriculture.
Det markerer FN’s første internationale forsøg med såkaldt “space breeding” – planteforædling baseret på ophold i rummet.
To planter, ét globalt mål
De udvalgte frø stammer fra to meget forskellige planter: Almindelig gåsemad (Arabidopsis thaliana) og sorghum.
Gåsemad er en lille plante i korsblomstfamilien.
Den er en af verdens mest studerede modelorganismer inden for genetik, eftersom dens velkortlagte arvemasse gør den ideel til at identificere selv små DNA-ændringer.
Sorghum er derimod en vigtig kornsort i mange udviklingslande og føde for omkring 500 millioner mennesker.
Den er naturligt tilpasset tørre egne og er derfor særlig relevant i arbejdet med klimamodstandsdygtige afgrøder.
Frøene blev sendt afsted fra NASAs base på Wallops Island som en del af en forsyningsmission til ISS.
Halvdelen blev placeret uden for rumstationen på en ekstern platform, hvor de blev udsat for fuld kosmisk stråling og ekstrem kulde.
Den anden halvdel forblev inde i ISS, hvor den altså var beskyttet mod størstedelen af strålingen, men stadig påvirket af mikrogravitation.
Denne opdeling i to grupper gør det muligt at sammenligne effekten af rummets forskellige faktorer.
Mutationer som drivkraft i planteforædling
Mutationer – tilfældige ændringer i DNA – er grundlaget for al evolution.
I naturen sker de vilkårligt og langsomt, men forskere har fundet en måde at fremskynde processen ved hjælp af stråling – en metode kendt som mutationsforædling.
Atomagenturet og FNs fødevare- og landbrugsorganisation har næsten 60 års erfaring med denne teknik, som har ført til udviklingen af over 3.400 nye plantesorter i mere end 70 lande.
Kosmisk stråling adskiller sig fra den gammastråling, der normalt bruges i laboratorier.
Den er mindre intens, men virker over længere tid og består af en kompleks blanding af partikler fra solen, fjerne stjerner og endda sorte huller.
Et helt centralt spørgsmål i projektet er derfor, om rumstrålingen kan fremkalde andre – og måske mere nyttige – mutationer end dem, man kan skabe på Jorden.
Ifølge plantegenetikeren Pooja Mathur, der leder analyserne i Seibersdorf i Østrig, er håbet, at nogle af frøene vil udvikle egenskaber, der gør dem mere robuste over for tørke, jord med højt saltindhold og skadedyr.
Tidligere kinesiske forsøg med rumforædling har allerede resulteret i mere sygdomsresistente hvede- og rissorter, hvilket giver forskerne grund til at være optimistiske.
Fra rummet tilbage til marken
Efter omkring fem måneder i kredsløb vendte frøene tilbage til Jorden i foråret 2023.
De blev derefter spiret i atomagenturets laboratorier og drivhuse, hvor forskerne analyserer DNA-strukturelle ændringer og planternes vækst.
Almindelig gåsemad lader til at kunne give relativt hurtige svar, mens sorghum kræver længere tid, før man kan vurdere udbytte og modstandsdygtighed.
Projektet har også en vigtig global dimension.
Resultaterne deles med forskere fra både industrialiserede lande og udviklingslande, så teknologien ikke kun bliver tilgængelig for nationer med egne rumprogrammer.
Dermed kan viden fra rummet potentielt komme små landbrugere til gode i områder, der allerede mærker klimakrisens konsekvenser.
Potentiale og ansvar
Selv om rumforædlede planter ikke kan betegnes som genetisk modificerede organismer (GMO’er), eftersom mutationerne opstår naturligt og tilfældigt, rejser teknologien alligevel spørgsmål om sikkerhed og regulering.
Derfor følger myndighederne strenge regelsæt for at undgå uønsket spredning af mutationer.
Men gevinsterne ved eksperimenterne kan vise sig at være enorme.
Hvis forskere kan blive bedre til at forstå, hvordan planter reagerer på ekstreme forhold i rummet, kan denne viden på sigt bruges til at styrke fødevaresikkerheden på Jorden.
I en verden præget af klimaforandringer kan løsningen på fremtidens afgrøder meget vel komme ovenfra.
