HOÀNG ĐIỂU (Theo CNN)

Ngành nông nghiệp cực kỳ dễ tổn thương trước tác động của khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa và không khí lạnh hoặc sương giá. Do vậy, các nhà khoa học đang đưa hạt giống cây lương thực lên không gian để nghiên cứu cách giúp chúng thích ứng với tình trạng biến đổi khí hậu trên Trái đất.

Chuyên gia di truyền và nhân giống thực vật Anupama Hingane kiểm tra cây lúa miến tại phòng thí nghiệm chung của FAO/IAEA.

Hạt giống không gian

Thực vật có khả năng tiến hóa để thích nghi với môi trường thay đổi. Các đột biến tự phát tạo ra các đặc điểm mới, như khả năng chịu hạn và kháng bệnh, giúp cây trồng phát triển mạnh. Nhưng khí hậu Trái đất đang thay đổi nhanh hơn so với khả năng tiến hóa tự nhiên của thực vật, đồng nghĩa nhiều loài cây lương thực của chúng ta đang bị đe dọa.

Năm 2022, các phòng thí nghiệm chung của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và Tổ chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc (FAO) đã gửi hạt giống đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Mục tiêu là tạo ra các đột biến gien trong hạt giống thông qua việc tiếp xúc với bức xạ vũ trụ và vi trọng lực, hy vọng giúp cây trồng có khả năng phát triển mạnh khi đối mặt với khủng hoảng khí hậu. Cụ thể, hạt của một loại lúa miến và một loại cải xoong có tên là Arabidopsis, đã trải qua vài tháng trên ISS trước khi chúng được đưa trở lại Trái đất hồi tháng 4 để phân tích. Quá trình sàng lọc đang được tiến hành nhằm xác định các đặc điểm thuận lợi trong những hạt giống đột biến.

Shoba Sivasankar, người đứng đầu bộ phận Di truyền và Nhân giống Thực vật thuộc Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân trong Thực phẩm và Nông nghiệp chung của FAO và IAEA, giải thích rằng các nhà khoa học có thể tạo ra đột biến thực vật trên Trái đất bằng cách sử dụng tia gamma và tia X. Tuy nhiên, môi trường không gian - nơi cung cấp phổ bức xạ rộng hơn và các yếu tố khắc nghiệt như vi trọng lực và nhiệt độ biến động - có khả năng gây ra những thay đổi di truyền khác hoặc nhanh hơn nhiều so với việc sử dụng các nguồn bức xạ trên mặt đất. “Trong không gian, sự căng thẳng mà một sinh vật gặp phải sẽ ở mức cao nhất và vượt xa mọi thứ mà chúng ta thực sự có thể mô phỏng trên Trái đất” - Sivasankar lý giải và nói thêm rằng bức xạ bên ngoài ISS có thể “cao gấp trăm lần” so với bức xạ tự nhiên có thể có trên Trái đất.

Bằng cách nhân giống có chọn lọc các loại cây được trồng từ hạt đột biến, Sivasankar và nhóm của bà hy vọng sẽ tạo ra các giống cây trồng mới. Bà nói: “Đầu tiên, chúng tôi nghiên cứu cải thiện sản lượng và năng suất của các loại cây như ngũ cốc, cây họ đậu và củ, sau đó là khả năng ứng phó biến đổi khí hậu của chúng, như kháng bệnh, chịu được hạn hán hoặc nhiệt độ cao, đất nhiễm mặn...”.

Nỗ lực của toàn thế giới

Nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học khắp thế giới đã gửi hạt giống lên vũ trụ.

Từ những năm 1980, Trung Quốc đã gây đột biến gien ở cây trồng bằng cách phơi hạt giống trước bức xạ vũ trụ thông qua vệ tinh và khinh khí cầu tầm cao. Điều này được cho là đã giúp tạo ra loại ớt ngọt khổng lồ và cải thiện chất lượng lúa mì và gạo.

Ở Mỹ, các nhà khoa học tại Đại học Bang Michigan đang khám phá tác động của môi trường ngoài Trái đất đối với axit amin (yếu tố cấu thành prôtêin) thực vật cũng như sự tăng trưởng và phát triển của nó. Nghiên cứu có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng thích ứng của thực vật trong môi trường khắc nghiệt và biết làm thế nào để trồng cây trên vũ trụ cho các sứ mệnh không gian dài hạn.

Khu vực tư nhân cũng quan tâm đến tác động của môi trường trong không gian đối với hạt giống. Tại Các Tiểu vương quốc Arab Thống nhất, StarLab Oasis - một công ty khởi nghiệp ở Abu Dhabi - đã công bố kế hoạch gửi hạt diêm mạch vào không gian với hy vọng tạo ra một giống cây trồng nhiều dinh dưỡng và khả năng cao thích ứng với những vùng khô hạn. Allen Herbert, đồng sáng lập StarLab Oasis, cho rằng gửi hạt giống lên vũ trụ sẽ giúp ích cho “sự bền vững, biến đổi khí hậu và an ninh lương thực trên Trái đất”.

Tìm ra giải pháp cho ngành nông nghiệp trên Trái đất cũng chính là động lực thúc đẩy nghiên cứu của Sivasankar, FAO và IAEA, với kết quả sơ bộ dự kiến công bố vào cuối năm nay. Bà cho biết: “Tôi thực sự cảm thấy hy vọng về tương lai của an ninh lương thực”.