Københavnske forskere med vild idé: Lad os genmanipulere planters farve for at løse problem med ukrudt

Hvis man ændrer på planters gener, så de skifter farve, kan man hjælpe AI-styrede lugerobotter med at skelne mellem afgrøder og ukrudt.

Sådan lyder en hurtig opsummering af en idé, som Michael Broberg Palmgren fra Københavns Universitet og hans to kollegaer netop har luftet i tidsskriftet Trends In Plant Science.

»Hvis det virker, kan man komme ukrudt til livs uden at sprøjte med kemikalier og uden manuelt at gå og hive ukrudt op, selv hvis ukrudt og afgrøder skulle gå hen at ligne hinanden,« siger Michael Broberg Palmgren, som er professor på Institut for Plante- og Miljøvidenskab, til Videnskab.dk.

Løsningen på fremtidens ukrudtsproblemer kan derfor være en kombination af genmutationer i nye sorter af afgrøder og AI-ukrudtsrobotter, der er trænet til at luge alt andet end den ønskede genmutation.

Det mener forskerne i al fald, der har præsenteret deres tanker i en såkaldt videnskabelig opinionsartikel, hvor forskere deler mere eller mindre vilde idéer og tankeeksperimenter.

Men hvorfor er det overhovedet relevant at ændre afgrøders gener, for at robotterne kan kende dem fra ukrudt?

Fra ukrudt til afgrøder

Det hele handler om fremtidens afgrøder.

Dem, vi har nu, er ikke modstandsdygtige over for de klimaforandringer, vi står over for, forklarer Michael Broberg Palmgren.

Han forsker i at finde nye afgrøder, der kan klare tørke, mere salt i jorden og andre forhold som kommer med klimaforandringerne.

Der findes nemlig plantevækst, som trives i de fleste miljøer. Så måske skal vores føde findes blandt de vildtvoksende og temmelig hårdføre planter, der før blev betragtet som ukrudt?

»I naturen findes der for eksempel en slægtning til hvede, som hedder hvedegræs. Den har den styrke, at den ikke skal sås på ny år efter år, for de får virkelig dybe rødder, som er effektive til at tage næring til sig, også i de tørre somre,« siger Michael Broberg Palmgren.

Hvis vi vælger at dyrke hvedegræs i vores landbrug, vil en naturlig del af processen være at »forædle« det; det vil sige ændre på (eller mutere) afgrødernes gener, så de passer optimalt til det, vi gerne vil bruge dem til.

»Hvedegræs kan vi give større kerner og forhindre dem i at smide deres korn, som vi jo bruger til føde, ligesom den hvede vi har nu,« forklarer Michael Broberg Palmgren.

Det, der før var ukrudt eller hvert fald vildtvoksende planter, er nu skræddersyede, hårdføre afgrøder.

Men…

Hvis vi lykkedes med at lave en skræddersyet, flerårig hvede til produktion, hvordan kan vi så skelne den fra andet græs, der gror vildt på markerne?

Det er nu, vi kommer til den anden del af Michael Broberg Palmgrens og hans medforfatteres tankeeksperiment.

Lille mutation med stor effekt

Ligesom man kan mutere afgrødernes gener til høst-fordele, kan man ændre planternes gener, så robotterne har mulighed for at kende forskel på dem og ukrudt. For eksempel kan man ændre på plantens farve, form eller struktur.

Det kan måske lyde omsonst, men ifølge Michael Broberg Palmgren byder fremtiden ikke nødvendigvis på blå eller neonpink hvedemel.

»Det kan være noget helt simpelt som at give spirens stilk en rødlig nuance eller ændre lidt på mængden af hår. Ikke noget, vi som forbrugere ville lægge mærke til, « siger professoren, der er nysgerrig på at høre andre forskeres tanker om idéen:

»Vi vil gerne høre noget respons på det, inden vi går i gang med at videreudvikle. Som med alt muligt andet kan det jo lyde meget godt i teorien, men så er der problemer, som man ikke havde tænkt på.«

Tanker fra to agronomer

Videnskab.dk har taget opfordringen videre og snakket med Birte Boelt og Rasmus Nyholm Jørgensen fra Aarhus Universitet, hvor de begge forsker i akroøkologi.

Birte Boelt, som er professor ved Aarhus Universitet, er først og fremmest positivt stemt over for et landbrug med flere vildtvoksende planter.

»Jeg er helt sikker på, at vi skal gå tilbage til vilde slægtninge for at finde de egenskaber, vi har brug for fremadrettet,« siger professoren fra sektionen for Afgrødesundhed, som særligt beskæftiger sig med planteproduktion i praksis.

»I forhold til, at klimaet og dyrkningsforholdene ændrer sig, er det jo spændende, hvis man kan introducere nye egenskaber i planterne eller gøre nye arter dyrkbare,« siger hun, men anfører, at der er lang vej, før vi ser mel fra hvedegræs på hylderne i supermarkedet.

De nye arter skal nemlig gennem en godkendelsesproces, kaldet sortsafprøvning, som alle nye sorter skal igennem før de kan ende hos forbrugeren.

Med sit praktiske syn på sagen hælder hun derfor mere til ideen om at tage gener fra vilde slægtninge til de afgrøder, vi bruger nu, og bruge dem til at forbedre vores nuværende afgrøder.

»Det kan være vildtvoksende hvedetyper, som har nogle gode egenskaber, vi kan bruge til at forbedre vores dyrkede hvede. Mange forskere leder for eksempel efter sygdomsresistens, og det kan man få meget glæde af at krydse ind i vores afgrøder,« siger Birte Boelt.

Rasmus Nyholm Jørgensen, som er agronom og seniorkonsulent Aarhus Universitet, ser muligheder i at mutere afgrøderne til at blive »lækre for de nyttige insekter«, så de foretrækker at hjælpe afgrøden frem for ukrudtet.

»Det kunne være spændende at arbejde på at få afgrøderne til bedre at samarbejde med naturen,« lyder det fra agronomen.

Kan afgrøder og ukrudt mikses ved uheld?

Så langt, så godt. Men så er der spørgsmålet om, hvorvidt det giver mening at genmutere afgrøderne i blå, røde eller lilla farver, så robotterne kan skelne dem fra ukrudtet.

Her er de to AU-forskere mere lorne.

For eksempel er det svært at sikre, at de kultiverede og ikke-kultiverede planter bestøver hinanden, som Rasmus Nyholm Jørgensen forklarer:

»Hvordan kan man sikre, at de gener, der er hos den ene, ikke tøffer over til den anden? Altså, at de afgrøder, man kalder ukrudt, får en farvet stilk, men ikke de andre forædlede egenskaber. Så kan det jo være lige meget.«

»Så skal man finde en måde at sterilisere afgrøden, så den ikke kan formere sig, men så forhindrer man også landmændene i at avle på afgrøden,« påpeger Rasmus Nyholm Jørgensen.

Ukrudtsrobotter kan være blinde for kendetegn

Ifølge seniorkonsulenten hos Institut for Elektro- og Computerteknologi ser man allerede en rivende udvikling af ukrudtsrobotter. Der ligger dog den forhindring, at robotterne kun kan tage stilling til det, som de kan genkende.

»Det sker ofte, at det ikke er til at se de kendetegn, som skal afgøre, om en plante er afgrøder eller ukrudt. Det kan for eksempel være, at en snegl sidder og soler sig på den farvede stilk, så robotten ikke kan genkende planten som afgrøde.«

Her hælder Rasmus Nyholm Jørgensen personligt mere til såkaldt præcisions-såning, hvor maskiner ved præcis, hvor en afgrøde er sået og fjerner alt uden om den.

»Men hvis der så ikke vokser en afgrøde op på det sted af en eller grund, har ukrudtet helle til at vokse. På den måde er der ikke rigtig nogen metode, som er 100 procent perfekt.«