Công nghệ sinh học – một giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học

Bảo tồn đa dạng sinh học là bảo vệ, phục hồi và quản lý bền vững nguồn tài nguyên sinh vật như động, thực vật hoang dã và tài nguyên thiên nhiên như rừng, nước và sự đa dạng sinh học bên trong nó. Thông qua việc bảo tồn đa dạng sinh học, không chỉ có thể đảm bảo sự tồn tại của nhiều loài và môi trường sống của chúng, mà còn đảm bảo các nguồn tài nguyên quý giá này cùng các chức năng và dịch vụ hệ sinh thái của chúng được bảo vệ và duy trì tới các thế hệ tương lai.

Công nghệ sinh học là tập hợp các kỹ thuật mà con người sử dụng để vận dụng hoặc sử dụng các sinh vật sống làm công cụ phục vụ mục đích của loài người. Ở mức độ hiện đại, công nghệ sinh học sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử để hiểu và vận dụng các đơn vị cấu tạo cơ bản của sinh vật. Tuy nhiên, công nghệ sinh học truyền thống đã sớm hướng đến lựa chọn, tạo giống cây trồng và vật nuôi để cải thiện giá trị thực phẩm của chúng cho con người. Công nghệ sinh học hiện đại cung cấp các phương thức để cải thiện hơn là đe dọa đa dạng sinh học.

Đa dạng sinh học là cơ sở cho sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Đa dạng sinh học là nguồn cung cấp thực phẩm, nhà ở, quần áo, thuốc men, nguyên liệu thô công nghiệp và có nhiều lợi ích hơn nữa đối với đời sống con người. Nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy việc sử dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp có thể giúp bảo tồn và ngăn chặn sự suy giảm đa dạng sinh học trên hành tinh này.

Các nguyên nhân chính dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học là mất môi trường sống của các loài, sự xuất hiện các loài ngoại lai xâm lấn, khai thác quá mức, ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Bảo tồn đa dạng sinh học đã trở thành một mối quan tâm toàn cầu, đòi hỏi một cách tiếp cận toàn diện và tổng hợp. Có nhiều phương pháp và chiến lược khác nhau để bảo tồn đa dạng sinh học, và công nghệ sinh học đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực này.

Một số phương pháp của công nghệ sinh học có thể được áp dụng trực tiếp cho bảo tồn các loài quan tâm, ví dụ, thông qua bảo quản lạnh các tế bào, mô, giao tử, tế bào trứng, mẫu ADN, v.v. được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu di truyền; một loạt các kỹ thuật in vitro (nuôi cấy mô, nhân giống vi mô và nhân bản vô tính); và thụ tinh nhân tạo. Các phương pháp liên quan đến công nghệ sinh học khác có thể được áp dụng cho toàn bộ hệ sinh thái để giải quyết ô nhiễm hoặc kiểm soát các loài ngoại lai xâm lấn.

Vì các hoạt động nông nghiệp là nguyên nhân lớn thứ hai trong các nguyên nhân làm mất đa dạng sinh học, nên những thay đổi đối với hệ thống nông nghiệp thông qua công nghệ sinh học cũng có thể có những tác động tích cực đến đa dạng sinh học.

Nông nghiệp đang thực hiện ở khoảng 40% diện tích đất trên thế giới. Bằng cách thay thế các hệ sinh thái tự nhiên, nông nghiệp đã trở thành quần xã sinh vật trên cạn lớn nhất trên hành tinh của chúng ta. Hầu hết đất được sử dụng để sản xuất hoa màu (~ 96%) được canh tác theo phương pháp thông thường nhưng xu hướng này đang thay đổi. Kể từ khi cây trồng biến đổi gen (GM) đầu tiên - thuốc lá kháng kháng sinh và dạ yên thảo - được  thực hiện thành công vào những năm 1980, cây trồng biến đổi gen của công nghệ sinh học đã là công nghệ cây trồng được áp dụng nhanh và nhiều nhất trong lịch sử nông nghiệp hiện đại.

Làm thế nào mà cây trồng biến đổi gen mang lại lợi ích cho đa dạng sinh học

Sau nhiều năm sản xuất, có rất nhiều tài liệu khoa học chứng minh cây trồng biến đổi gen đã có tác động tích cực đến đa dạng sinh học như:

Bảo vệ đa dạng sinh học của vườn cây trồng: Có rất nhiều tài liệu đề cập đến những tác động có lợi tiềm tàng của cây trồng biến đổi gen đối với môi trường trong bối cảnh đa dạng đất canh tác. Cây trồng biến đổi gen bảo tồn sự đa dạng giống trong nhiều loại cây trồng. Ví dụ, chúng có thể được thiết kế để chống lại côn trùng gây hại, giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu tổng hợp và dẫn đến đa dạng sinh học côn trùng cao hơn ở các trang trại khi so sánh với việc trồng các giống cây thông thường tương tự và sử dụng thuốc trừ sâu tổng hợp.

Hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu: Công nghệ sinh học hiện đại có thể giúp bảo vệ môi trường thông qua hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu. Cây trồng biến đổi gen có khả năng kháng sâu bệnh đã góp phần đáng kể vào việc giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng trên khắp thế giới. Người ta ước tính rằng các loại cây trồng kháng côn trùng đã giảm 37% tổng lượng thuốc trừ sâu sử dụng trên toàn cầu xuống.

Giảm mức độ độc trong thuốc diệt cỏ: Nhiều cây trồng biến đổi gen được sản xuất bằng công nghệ sinh học hiện đại đã giúp giảm nhu cầu sử dụng thuốc diệt cỏ có độc tính cấp tính (hoặc ngắn hạn) và mãn tính (hoặc dài hạn).

Giảm lượng phát thải khí CO₂: Một số cây trồng biến đổi gen có thể được trồng cấy mà không phải thực hiện đầy đủ quy trình làm đất. Việc này giúp giảm diện tích đất phải thưc hiện làm đất trước khi gieo trồng, đã tạo ra một lợi ích môi trường đáng kể, dẫn đến giảm khoảng 0,24 Gt khí CO₂ phát thải vào khí quyển hàng năm. Hơn nữa, việc áp dụng công nghệ biến đổi gen trong ngô, đậu tương và bông đã làm giảm diện tích đất nông nghiệp và sử dụng đầu vào, tiết kiệm 0,15 Gt phát thải khí nhà kính, tương đương với khoảng 1/8 lượng khí thải từ sử dụng ô tô cá nhân ở Mỹ[1][2].

Hạn chế mở rộng trang trại: Công nghệ sinh học hiện đại có thể giúp sản xuất nhiều hơn trên diện tích đất ít hơn. Năng suất cao hơn trên đất canh tác có thể làm giảm nhu cầu mở rộng diện tích đất trồng trọt, do đó bảo tồn đa dạng sinh học tự nhiên. Nếu không có lợi nhuận từ sản phẩm biến đổi gen (GMO) trong những năm gần đây, loài người cần phải bổ sung khoảng 25 triệu ha đất nông nghiệp trên toàn cầu, để duy trì mức sản xuất nông nghiệp hiện tại. Việc mở rộng đất canh tác là một nguyên nhân góp phần quan trọng vào việc mất đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu.

Biến đổi khí hậu: Cây trồng biến đổi gen hiện đang được phát triển đã tạo ra bằng chứng rằng nếu được áp dụng chúng có thể góp phần giảm thiểu và thích ứng với những tác động của biến đổi khí hậu. Các giống ngô chịu hạn đã được báo cáo là có năng suất tốt hơn các giống thông thường ở một số quốc gia Đông và Nam Phi. Hơn nữa, cây trồng biến đổi gen đã được đề xuất như một phần quan trọng của chiến lược tổng hợp nhằm giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, chẳng hạn như hạn hán và thiệt hại tiềm tàng của sâu mọt mùa thu ở châu Phi.

Những đóng góp của CNSH trong nông nghiệp hướng tới an ninh lương thực, phát triển bền vững và các giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu (Granham Brookes, 2020, tham khảo từ https://www.isaaa.org/, 6/2022)

Như vậy, cùng với chuyển đổi sử dụng các hệ sinh thái tự nhiên, nông nghiệp là một trong hai nguyên nhân chính gây mất đa dạng sinh học, nên nông nghiệp cũng cần là một phần của giải pháp hạn chế suy giảm đa dạng sinh học. Cây trồng công nghệ sinh học sẽ không giải quyết được tất cả các vấn đề nông nghiệp mà chúng ta đang đối mặt, nhưng chúng đã cho thấy nhiều hứa hẹn như đã nêu trong các ví dụ trên. Nhìn nhận vấn đề, cùng hợp tác và tham gia của cộng đồng, các nhà quản lý sẽ là điều cần thiết để tiếp tục truyền đạt những lợi ích của công nghệ sinh học trong công cuộc bảo tồn đa dạng sinh học.

Nguyễn Cúc-Bộ môn Công nghệ sinh học