Organik Tarım, Modern Genetik ve Gıdanın Geleceği: Modern Bilim Sayesinde Sürdürülebilir Tarım Mümkün Olabilir mi?

2015 yılında Minnesota Üniversitesinde yapılan analizler, dünya nüfusun her yıl 75 milyon kişi artmakta olduğunu gösterdi. Avrupa İstatistik Ofisi'nin 2019 verilerine göre Almanya nüfusunun 83,02 milyon olduğunu göz önüne alırsak, her yıl 75 milyon kişilik bir artışın ne kadar ciddi bir sayı olduğu görülebilir. Bugün yeryüzündeki nüfusumuz 7.845 milyara ulaşmış durumda ve bu hızla artmaya devam ederse 2040 yılında dünya nüfusunun 9 milyara ulaşması bekleniyor. Günümüzde bile birçok sebepten ötürü kıtlıkla mücadele ediyorken, nüfusumuz 9 milyar civarında bir sayıya ulaştığında, yiyecek tedariki konusunda ciddi sorunlar yaşamamız olası. O hâlde, gezegenimizi tahrip etmeden artan nüfusun yiyecek ihtiyacını nasıl karşılayacağız?

Uzun bir süredir, özellikle 1750’li yıllarda başlayan Sanayi Devrimi'nin sebep olduğu oldukça büyük bir problemle yüzleşiyoruz: iklim değişikliği. Her ne kadar en büyük problemlerden biri olsa da tek problemimiz bu değil. Yüzleşmemiz gereken çok sayıda yıkıcı gerçek var! En büyüklerinden biri de, belki de en büyüğü, tarımdaki küresel krizler. Tarımdaki krizleri oluşturan doğal kaynaklar üzerindeki baskının bazı temel nedenleri vardır: nüfus artışı, et ve süt ürünlerinin tüketimi, enerji maliyetleri ve biyoenerji üretimi.

Dünya üzerindeki alanların %40’ından fazlası tarım arazisi olarak kullanılmaktadır. Bu da yaklaşık 16 milyon kilometrekare alanın tarım için kullanıldığı anlamına gelir; yani neredeyse Güney Amerika Kıtası büyüklüğünde bir alandan bahsediyoruz! Otlak alanları ise küresel çapta 30 milyon kilometrekareye yayılmıştır. Bu da neredeyse Afrika Kıtası büyüklüğünde bir alan demektir! Tarım faaliyetleri, kentsel ve banliyö alanların toplamından 60 kat fazla büyüklükte bir alana yayılmıştır.

Ayrıca yeryüzünde en fazla su, tarım alanlarının sulanmasında kullanılmaktadır. Her yıl küresel çapta ekinlerin sulanmasına yaklaşık 2.800 kilometreküp su harcıyoruz. Fiziksel olarak ifade etmek gerekirse bu miktar, bir yıl boyunca her gün Empire State Binası büyüklüğündeki 7.305 binanın içini tamamen suyla doldurabilecek miktardadır!

Günümüzde çok sayıda büyük nehrin debisi oldukça azalmış ve hatta bazı nehir ve göller çoktan kurumuştur. Örneğin 40 yıl öncesine kadar dünyanın en büyük 4. gölü olarak sayılan Aral Gölü’nün %90’ı sadece son 40 yıl içerisinde kurudu ve çöle dönüştü. Veya artık Colorado Nehri, eskiden olduğu gibi okyanusa dökülmüyor; çünkü bünyesinde o düzeyde su barındırmıyor. Bunun yanında kimyasal gübrelerin kullanılmaya başlanması topraktaki fosfor ve nitrojen oranını iki kattan fazla artırdı. Tüm bu olanlar; geniş çaplı su kirliliklerine, ayrıca göllerin ve nehirlerin kurumasına yol açtı.

Son zamanlarda şaşırtıcı bir şekilde bilim insanları, tarımsal faaliyetlerin iklim değişikliğinin en büyük sebebi olduğuna dair kanıtlar ileri sürmeye başladı. Yapılan son araştırmalar, sera gazı emisyonunun yaklaşık %30’undan tarımsal faaliyetlerin sorumlu olduğunu gösterdi. Bu oran, elektrik ve endüstrinin sebep olduğu veya tüm uçak, tren ve otomobillerin sebep olduğu emisyondan çok daha fazla. Tarımsal faaliyetlerin sebep olduğu emisyonun büyük çoğunluğunda üç temel faktör etkilidir: ormanların tahribi, hayvan otlaklarından ve pirinç tarlalarından salınan metan gazı ve aşırı gübrelemeden kaynaklanan nitröz oksit.

Tüm bu bahsettiklerimizden de kolaylıkla anlaşılabileceği gibi dünyayı tarımdan daha fazla değiştiren ve hayatta kalmamız için daha önemli bir şey yoktur. Bu noktada şu ikilemle karşılaşırız: Dünya nüfusu birkaç milyar insan daha büyüdüğünde küresel yiyecek üretimini iki, hatta belki üç katına çıkarmamız gerekecek. Bu noktada küresel çapta bir üretim birliği sağlayıp gerçekçi çözümlere de yatırım yapmamız gerekecek. Örneğin çiftçilerin teşviki, hassas tarım uygulamalarına geçilmesi, yeni mahsul çeşitleri üretilmesi, damlama ile sulama yönteminin tercih edilmesi, kirli suların geri dönüştürülmesi, daha verimli toprak işleme yöntemlerinin kullanılması ve akıllı beslenme düzenlerine geçilmesi yapmamız gereken yatırımlardan bazılarıdır.

AGRITECTURE

Tüm bu yatırımların yapılabilmesi için ticari tarım savunucularının, çevresel korumacıların ve organik tarımcıların işbirliği yapması gerekir. Tek bir kritere dayalı çözümler, verimli ve uzun vadeli olmayacaktır. Dolayısıyla uzun vadeli çözümler üretebilmek için sektörler arası işbirliği yapmalı, yaratıcı fikirler geliştirmeli ve yapılan çalışmaları kararlı bir şekilde yürütmeliyiz. Dünyadaki tüm nüfusun yiyecek ihtiyacını karşılamak konusunda başarısız olmak gibi bir seçeneğimiz yok! Peki gezegenimize zarar vermeden tüm nüfusun yiyecek ihtiyacını karşılayabilecek miyiz?

Sürdürülebilir Tarım Kriterleri

Sürdürülebilir tarımın dayandığı sosyal, ekonomik ve çevresel olmak üzere üç temel faktör vardır. İlk olarak sosyal açıdan toplumlarda yerel gıdanın güvenliği ile bol miktarda güvenli ve besleyici gıdaya erişimin sağlaması oldukça önemlidir. İkinci olarak tarımın ekonomik açıdan sürdürülebilir olması için çiftçilerin ürettikleri mahsulleri satabilmesi ve bunun toplum ekonomisinde uygulanabilir olması gerekir. Ayrıca toplumdaki vatandaşlar için de üretilip pazarlanan mahsuller uygun fiyatlı olmalıdır. Üçüncü olarak ise çevresel faktörler, sürdürülebilir tarım için oldukça önemlidir.

Sürdürülebilir tarımın temel amaçları arasında çevreye verilen zararı, enerji kullanımını, toprak erozyonunu azaltmak ve doğanın kendi döngüsü içinde canlıların üremelerini teşvik etmek bulunur. Ek olarak sürdürülebilir tarım, harcanan su miktarını ve tarım için kullanılan arazi alanlarını da azaltmayı amaçlar. Günümüzde 50 yıl öncesine göre suya erişimin 4 kat azaldığı ve yeryüzünde tarıma elverişli oldukça az alan kaldığı düşünüldüğünde bu amaç, canlılığın gelecekte de var olabilmesi için oldukça önemlidir. Ayrıca hastalık salgınlarını azaltmak ve zararlı olmayan organizmalardan yararlanabilmek için mahsul sistemlerinde genetik çeşitlilik kritik rol oynar.

Tarımsal Deneyimlerin Önemi: Başarılı Sürdürülebilir Tarım Uygulamaları

Çoğu geleneksel tarım uygulamasına oranla organik tarımda çok daha az pestisit yani böcek ilacı kullanılır. Pestisit kullanımının azaltılmasının en büyük teşviklerinden biri, Ulusal Organik Program Standartlarına göre sentetik böcek ilaçlarının kullanımının yasak olmasıdır. Bunun yanında daha önce de belirttiğimiz gibi organik tarım, genetik çeşitliliğe de önem verir. Bu sayede hastalıkların ve pestisitlerin yaratabileceği hasar önlenmiş veya azaltılmış olur. Geleneksel yöntemlere göre organik tarım uygulamaları; enerjiyi 2 kat daha verimli kullanır, toprak verimliliğini artırır, mikrobiyal çeşitliliği ve böcek çeşitliliğini yükseltir.

Peki tek başına organik tarım, Dünya'daki tüm nüfusun yiyecek ihtiyacını karşılamak için yeterli olacak mı?

TheScientist

Organik Tarımın Yetersizlikleri

Diğer tüm tarım yöntemlerinde olduğu gibi organik tarımın da yüzleştiği haşereler, hastalıklar ve stres gibi bazı problemler vardır. Ve genellikle bu problemlerin çoğunun organik yollarla kontrol altına alınması oldukça zordur. Organik tarım üreticileri tarafından kullanılan bazı pestisitler sentetik olmasalar da çevre ve canlılar için oldukça yüksek toksik etkiye sebep olduğundan sürdürülebilir değildir.

Tarım için kullanılan arazi alanının genişliği büyük ölçüde çiftçiye ve ürettiği mahsullere bağlı olduğundan, yıllık işlenen ortalama tarla dönümünü söylemek oldukça zordur. Yapılan araştırmalar; çiftçiye, yetiştirdiği ekinlere ve dış faktörlere bağlı olarak kullanılan tarım arazisinin yıllık %45-%100 arasında değiştiğini gösterdi. Bu değişime sebep olan dış faktörlerin başında o yılın iklim koşulları gelmektedir.

Genetic Literacy Project

Ek olarak organik yöntemlerle üretilmiş yiyecekler, genellikle geleneksel yollarla üretilenlere kıyasla daha pahalıdır. Bu durum orta ve özellikle de düşük gelir düzeyindeki tüketiciler için problem yaratabilir.

Geliştirilmiş Tohumların Gücü: Modern Genetik Yaklaşımlar, Sürdürülebilir Tarım Uygulamalarına Katkı Sağlayabilecek mi?

Bu soruyu cevaplamaya kalkışmadan önce daha anlaşılabilir olması açısından tarım yöntemlerinin tarihsel sürecine bir göz atalım.

Yaklaşık 10.000 yıl önce ilk ilkel evcilleştirme; buğday, pirinç ve mısır bitkileri üzerinde yapıldı. Birkaç bin yıl sonra ise ilk aşılama yapıldı. Aşılama basitçe iki türün bir bitkide karıştırılması olduğundan biyoteknolojinin ilkel örneklerinden biri olarak sayılabilir. Tarım yöntemlerindeki en çok gelişmenin ise son 400 yılda olduğunu söyleyebiliriz. Örneğin 1866 yılında Gregor Mendel, kalıtımın temel ilkelerini keşfetti. 1876 yılında ilk defa türler arası çaprazlamalar yapıldı. İlk çaprazlama iki farklı tür olan buğday ve çavdar bitkisi arasında yapıldı. İlerleyen yıllarda mutasyon ıslahı yapılmaya başlandı. 1973 yılında ilk kez rekombinant DNA molekülü keşfedildi. Ve 1993 yılında ilk genetik olarak değiştirilmiş mahsuller üretildi. O zamandan beri ekinler üzerinde yapılan genetik mühendisliği çalışmalarının hızla artmakta olduğunu biliyoruz. 2005 yılına gelindiğinde çiftçiler ve genetik mühendisleri, bir milyar dönüm genetik olarak değiştirilmiş mahsul üretmişti. Günümüzde ise bu sayı 3 milyar dönümü aşmış durumda.

Bitki Islahı

Günümüzde tükettiğimiz mısır, yerli Amerikalılar tarafından 8000 yıl önce mısır bitkisinin ilkel formu olan "teosinte"nin evcilleştirilmesi (kültürlenmesi) ile üretilmiştir. Aşağıdaki görselin en üst kısmında mısır bitkisinin atasal formu olan teosinte, en alt kısmında ise günümüzde tükettiğimiz modern mısır gösterilmektedir. İlkel mısır bitkisi teosintenin çekirdeklerini serbest bırakmak için taş gibi sert bir madde ile kırmak gerekir. Günümüzde, Amerika’nın yerlileri tarafından 8000 yıl önce başlatılan uzun bir üreme süreci sonucunda sadece bir bitkide 100 ile 1000 arasında tanesi olan modern mısır bitkisine sahibiz. Mısır bitkisi örneği bize, geleneksel tarım yöntemlerinde sadece genetik faktörlerin etkisinin bile ne kadar büyük ve önemli olduğunu gösterir.

WIKIMEDIA COMMONS

Bir başka güzel örnek ise tek bir mahsül türü olan Brassica oleracea, yani yabani lahanadan farklı yapay seçilim bakılarıyla evrimleşen kale bitkisi, brokoli, karnabahar, Brüksel lahanası gibi farklı bitkilerdir. Bu bitkiler yaklaşık 800 yıl önce Avrupa’da ortaya çıkarılmıştır. Bu örnekte bitki genetikçileri, farklı bitkiler oluşturmak için geleneksel ıslah yöntemlerini kullanmıştır.

Genetik Mühendisliği ve Hassas Islah Yöntemleri

Genetik mühendisliği ve hassas ıslah yöntemleri, geleneksel ıslah çalışmalarından oldukça farklıdır. Hassas ıslah çalışmaları, işaretleyici destekli üreme yöntemleri olarak da ifade edilen modern genetik yaklaşımlardır. Islah çalışmalarında yıllardır yapılan şey; bir türün polenlerini alıp başka bir türün dişi çiçeğine bırakarak döllenmelerini sağlamak, dolayısıyla farklı iki türün genlerini karıştırmaktır. Geleneksel ıslah yöntemlerinde gen transferi, sınırlı bir şekilde yakından akraba olan türler arasında yapılabilir. Bunun aksine hassas ıslah yöntemleri ve genetik mühendisliği, sınırsız ıslah yapabilme şansı sunar. Herhangi bir türden gelen spesifik olarak seçilmiş bir geni, istediğiniz herhangi bir türün genomuna ekleyebilirsiniz.

Genetiği Değiştirilmiş Ekinler, Sağlığımız ve Çevre Açısından Güvenli mi?

Dünyanın birçok yerinde, üniversitelerde bu soru tartışılmakta ve araştırılmaktadır. Ulusal Bilim Akademisinin hazırladığı “Genetik Olarak Değiştirilmiş Yiyeceklerin Güvenliği” adlı rapora göre, 3 milyar dönüm genetik olarak değiştirilmiş mahsul içinden hiçbirinde sağlık veya çevre için olumsuz bir duruma rastlanmamıştır. Ancak genetik olarak değiştirilerek veya geleneksel tarım ıslahı yöntemleri kullanarak üretilen yeni bitki çeşitlerinde her zaman beklenmeyen olumsuz durumların ortaya çıkma riski vardır. Bu konuda daha önceden yaptığımız bir canlı yayını buradan izleyebilirsiniz:

Ayrıca geleneksel ıslah çalışmalarının ve modern genetik çalışmaların risk faktörü oluşturma olasılığı yaklaşık olarak aynıdır. Basit bir şekilde genetik mühendisliğinin yararlı veya zararlı olduğunu söyleyemeyiz. Bunun için modern teknikler kullanılarak üretilen tüm mahsulleri incelememiz gerekir.

Burada genetiği değiştirilmiş organizma literatürünün hepsini yansıtmamız imkansız; ancak sürdürülebilir tarım açısından önemli bir örnek olarak, geçtiğimiz birkaç yılda genetiği değiştirilmiş bir bitki türünü örnek alalım: papaya bitkisi.

GDO'lu Papaya Örneği

1940’lı yılların başlarında bilim insanları, papaya meyvesine oldukça zarar veren bir virüs ile karşılaştı. Bu virüsün sebep olduğu hastalık, tür için oldukça tehlikeli ve yok edici sonuçlar yaratıyordu. 1950 yılında Oahu adasındaki tüm papaya bitki populasyonu, virüs tarafından yok edildi. Bu durum Oahu adasındaki çiftçileri etkilediği kadar papaya meyvesi ihtiyacının çoğunu Oahu adalarından ithal eden Amerikalıları da etkiledi. Bu noktada bu hastalığı durdurabilecek geleneksel bir yöntem olmadığından, papaya yetiştiricilerinin tarım arazilerini başka yere taşımaktan başka şansı yoktu. Sonuç olarak papaya yetiştiricileri, çiftliklerini Hawai adasına taşıdı. Ancak beklenmedik bir şekilde 1992 yılında aynı virüs, Hawai adasında da ortaya çıktı. Papaya endüstrisi oldukça yıkıcı ve yok edici bir durumla yüzleşiyordu.

Greenlife

1995 yılında papaya meyvesinin üretimi bir hayli düşmüştü. Ancak yine o yıllarda Denis Gonsalves adında bir bitki genetikçisi, genetik olarak değiştirilerek hastalığa karşı direnç kazanmış papaya bitkileri üretmek üzerine çalışıyordu. Gonsalves, hafif virüs türünden bir DNA parçası aldı ve bu parçayı papaya bitkisinin genomuna ekledi. Fark edebileceğiniz gibi bu durum insanların korkunç hastalıklara karşı aşılanmasına benzer. Gonsalves'in çalışmaları işe yaradı ve papaya bitkileri hastalığa karşı oldukça dirençli hale geldi.

Gonsalves ve meslektaşlarının papaya bitkisinin hastalığa karşı dirençli hale gelmesi için yaptıkları araştırmalarda arazi çalışmaları da önemli bir etkiye sebep oldu. Merkeze genetik olarak değiştirilmiş papaya bitkilerini, etrafına ise geleneksel ıslah yöntemleriyle üretilen papaya bitkilerini ektiler. Bu arazi ekim şekli, doğal alan koruması olarak adlandırılır.

Gonsalves’in yaptığı çalışmalar sayesinde papaya endüstrisi dikkate değer bir şekilde tekrar yükseldi. Günümüzde dünyada tüketilen papaya meyvelerinin neredeyse hepsi, hastalığı kontrol altına almak üzere genetik olarak değiştirilmiştir. Hastalıkların kontrolünü ele almak organik veya geleneksel metotlarla mümkün gözükmüyor. Papaya örneğindeki genetik mühendisliği çalışmalarının türün neslinin devamı için oldukça önemli ve yararlı olduğunu söyleyebiliriz.

Sonuç

Sonuç olarak, şunu net bir şekilde söyleyebiliriz: Milyarlarca insanı sağlıklı bir şekilde doyurmak veya sürdürülebilir tarımcılık gibi devasa karmaşıklıktaki çabalar söz konusu olduğunda, tek bir yaklaşımın genel geçer bir şekilde bütün sorunları silip atmasını beklemek doğru değildir. Sadece organik tanım, sadece bitki ıslahı, sadece genetiği değiştirilmiş organizmalar, sadece o veya bu yöntem ile bütün sorunlarımızı silmeyi ummak, hataya düşmemize neden olacaktır.

Birçok kompleks sorun karşısında olduğu gibi, besin üretimi ve sürdürülebilir tarımcılık konusunda da modern bilimin bütün dallarından faydalanmayı bilmeli, insanlar da dahil olmak üzere bütün canlılar ve çevre için en verimli sonuçları, en etkili şekilde bulmayı hedeflemeliyiz. Çeşitli nedenlerle o veya bu çözüme/yönteme sırt çevirmek, insanlık olarak karşılaştığımız en zorlu problemler karşısında kullanabileceğimiz silahları o kadar zayıflatmak demektir. Eğer bu sorunların üstesinden geleceksek, bilimin tüm yöntemlerine ihtiyacımız olacak.