Янгиликлар

Биология ва кимё тадқиқотлари — глобал исишга қарши курашда устувор йўналиш

Ҳозирги кунда Ўзбекистон ҳукумати таълим ва илм-фанни ривожлантиришга катта эътибор бермоқда. Фан ва таълимга улкан молиявий ресурслар йўналтирилиб, ишланмаларни иқтисодиётнинг турли соҳаларига жорий этиш учун янги имкониятлар очилмоқда. 24 январь куни Ўзбекистон Республикаси Президенти Шавкат Мирзиёевнинг Олий Мажлисга қилган Мурожаатида 2020 йилни мамлакатимизда “Илм-маърифат ва рақамли иқтисодиётни ривожлантириш йили” дея эълон қилиб, устувор фан йўналишларини белгилаб берди. 31 январь куни  илм-фан вакиллари билан учрашувда давлатимиз раҳбари томонидан биология ва кимё фанини ривожлантириш ҳамда муаммоларнинг илдизини топиш чораларини кўриш вазифаси қўйилди.

Биология ва кимё инсониятнинг глобал муаммоларга қарши курашида катта аҳамият касб этиши муболоға эмас. Биология ва кимё фанлари йўналишидаги дунё олимлари тадқиқотлари марказида глобал исишнинг салбий оқибатларини бартараф этиш тургани ва бу Ўзбекистон биология ва кимё фанлари учун устувор эканини таъкидлаш лозим.

БМТ бош котиби Антониу Гутерриш сентябрь ойида бўлиб ўтган иқлим ўзгариши чоралари бўйича саммитда сўзлаган нутқида “Иқлим ўзгариши билан боғлиқ фавқулодда вазиятда биз ҳозирча ютқазаётганимиз аниқ, аммо ундан ғалаба билан чиқишимиз эҳтимоли ҳам йўқ эмас” деди.

Инсон фаолиятининг атроф-муҳитга таъсири туфайли табиатда ҳайвонлар ва ўсимликлар дунёси тобора камайиб бормоқда, бу эса инсонларнинг курраи заминимиздаги ҳаётини хавфга солмоқда. Атроф-муҳитнинг заҳарли чиқиндилар билан ифлосланишидан ташқари, карбонат ангидрид (CО2) ва бошқа иссиқхона газларининг чиқарилиши туфайли об-ҳаво ҳарорати аста-секин ошиши кузатилмоқда. Олимлар томонидан 2015 йилдаги об-ҳаво ҳарорати ўн тўққизинчи асрга нисбатан 1°C юқори эканлигини қайд этилган. Об-ҳавонинг 2°C га ошиши шундай салбий экологик жараёнларга олиб келадики, уларнинг оқибатларни тўғрилашнинг иложи қолмайди. Ҳозирда атмосферада иссиқхона газининг ошгани боис Арктика музлари эриб кетмоқда, чўл зоналарининг кўпайиши, об-ҳаво шароитларининг кескинлашиши, ўрмон ёнғинларининг кўпайиши кузатилмоқда. Бу ўз навбатида озиқ-овқат ва сув ресурслари хавфсизлигига таҳдид солади, иқтисодий бўҳронга олиб келади.

Иссиқхона газлари аслида нима? Сайёрамиздаги иссиқхона газлари асосан сув буғлари, карбонат ангидрид, метан ва озондан иборат. Қуёш радиацияси атмосфера орқали деярли тўсиқсиз ўтиб, ер юзасини иситади. Ўз навбатида, энергия инфрақизил нурланиш сифатида қайта тарқалади, унинг катта қисмини атмосферадаги карбонат ангидрид ва сув буғлари ўзига сингдириб, Ерни кўрпа каби ўраб турувчи ташқи қобиқни ҳосил қилади. Мана шу табиий иссиқхонасиз ер сатҳидаги ҳарорат -21°C гача тушиб кетган бўларди.

Қазилма ёқилғиларини ёққанимиз сари атмосферадаги CO2 концентрацияси ошиб бораверади, бу эса табиий иссиқхона эффектини кучайтириб, сайёранинг исишига олиб келади. Суперкомпьютерларда яратилган мураккаб моделлар шошилинч чоралар кўрилишини тақозо этмоқда. “Аниқ илмий маълумотларга таяниб айтиш мумкинки, CО2 ва бошқа иссиқхона газлари камаймаса, иқлим ўзгариши Ер юзида ҳалокатга олиб келади“, — дейди Жаҳон метеорология ташкилоти (WМО) Бош котиби Петтери Таалас.

Баҳслар давом этаркан, олимлар ер атмосферасида CО2 миқдорини камайтириш бўйича турли ёндашувларни ишлаб чиқмоқдалар. “The Economist” журналининг январь сонида инсониятнинг глобал муаммоларга қарши курашига бағишланган мақола чоп этилди. Мақолада Салк Биологик тадқиқотлар институтининг Молекуляр ва ҳужайра биологияси лабораторияси директори (Salk Institute for Biological Studies, АҚШ) профессор Joanne Chory фотосинтез жараёнида ўсимликлар атмосферадан керагидан кўпроқ углерод ютади ва ҳар бир вегетация даврининг сўнгида углеродни қайтиб атмосферага чиқариши ҳақида баён қилади.

Ўсимликлар биотехнологияси билан шуғулланувчи олимлар CО2 дан кўпроқ углерод олиб, олинган углеродни одатдагидан кўпроқ вақт ер тагида сақлаш масаласини ҳал этишлари мумкин. Профессор Joanne Chory ўсимликларнинг учта хусусияти – илдизлар массаси, илдизлар узунлиги ва илдиздаги углерод йиғилиши тўғрисидаги маълумотларни ўзида сақлайдиган генларни аниқлаш ва назорат қилиш орқали ўсимликларда соф углерод миқдорининг тўпланишини ошириш мумкин. Натижада айрим ўсимликларнинг пўстлоғини қоплаб турадиган ўта секин парчаланувчи табиий полимер — суберинда кўпроқ углеродларнинг сақланишига эришилади.

Профессор Joanne Chory пахта, маккажўхори, соя, гуруч, буғдой, ва канола каби ўсимликларнинг генларига ўзгартиришлар киритишга эътибор қаратмоқда. Шунда озиқ-овқат ишлаб чиқариш цикли ҳам бузилмайди, ўз навбатида тупроқ углевод билан тўйиниб, ҳосилдорликка ижобий таъсир кўрсатади. Ҳозирда профессор Joanne Chory мана шундай экинларни яратишга қаратилган тадқиқотларни олиб бораётган олимлар жамоасига раҳбарлик қилмоқда. Салк институти тадқиқотчилари “Salk Ideal Plants” (“Салк беназир экинлари”) савдо маркаси остида суберин шаклида ер остида углеродларни кўпроқ ушлаб қоладиган мустаҳкам илдиз тизимларига эга янги қишлоқ хўжалик маҳсулотларини яратиш учун замонавий геном ва ген-муҳандислик технологияларини қўлламоқдалар. Мазкур мавзуга олимларнинг эътиборини қаратиш мақсадида Салк биологик тадқиқотлар институти ва Сан-Диего ботаник боғи ҳамкорлигида 2020 йили углерод чиқарилишини пасайтиришга бағишланган халқаро симпозиум ўтказилиши режалаштирилган.

Умумуан олганда, глобал исиш  қишлоқ ҳўжалиги экинлари ҳосилдорлигига, айниқса, ғўзага тўғридан-тўғри салбий таъсир кўрсатмоқда.  Биринчи мумаммо бу — кечқурунги ҳароратнинг юқори ва нотурғунлиги оқибатида гулчанги ҳужайраларини абнормал ривожаниши туфайли ғўзадаги шоналарни бирваракайига тўкилиб кетиши кузатилмоқда. Ғўза гуллаларини  кўсакка айланиши учун гул тўлақонли чангланиши лозим, чанг хужайралари кечки ҳарорат 19-22°C бўлишини талаб қилади. Агар температура кўтарилса ёки турғунлик йўқолиб, температура амплитудаси кенгайса, унда чанг хужайралари нобуд бўлади ва гул чангланмайди. Бу глобал исишнинг ғўза ҳосилдорлигига катта зарари бўлиб, охирги йилларда Ўзбекистонда буни яққол кузатиб турибмиз. Сабаби, глобал исиш туфайли тоғлардаги музликлар торайиб бораяпти ва илгаригидек кечқуринги ҳаво температураси бирдек пасайиши кузатилмаяпти, температура амплитудаси 20—38°C оралиғида кузатилмоқда.

Демак, юқори температурага чидамли чанг хужайраларин етиштирадиган янги навлар устида ишлаш, иссиққа чидамли навларни яратиш бугунги Ўзбекистон биологлари ва генетикларининг устувор йўналишларидан бири бўлиши керак. Шу ўринда илдизи яхши ривожланган ғўза навлари ҳам шона ташлашга анча чидамли бўлишини айтиш лозим. Қолаверса, юқори ва нотурғун кечқурунги ҳарорат шароитларида чанг ҳужайраларини етилишини таъминлайдиган янги авлод биостимуляторларини яратиш энг устувор вазифа бўлади.

Иккинчи муаммо эса, глобал исиш ўсимликларни физиологиясига катта таъсир қилиши ва уларнинг менирал ўғитларга талабини ўзгартирганлиги билан боғлиқ. Ҳавода CО2 газини кўпайиши ва иссиқ температура ўсимликларда, жумладан ғўзада ҳам фотосинтезни жадаллаштиришга олиб келади. Натижада, баргда кўп миқдорда глюкоза синтез бўлади ва бу  глюкоза баргдан илдиз томон ҳаракатланиши лозим. Бу жараёнда сув илдиздан тепага, глюкоза эса баргдан илдизга нитрат насослари ёрдамида ҳаракатга келади.

Демак, CО2 газининг кўпайиши ва фотосинтезни жаддаллашиши ўз ўзидан нитратлар сўрилишининг жадаллашишига олиб келади. Асосий муаммо ҳам шунда, яъни глобал исишдан олдинги даврда ўсимликлар камроқ нитрат ўзлаштирган бўлса, ҳозир бу талаб бир неча марта ошган. Бундай шароитда дехқончиликда анъанавий қўлланилиб келинаётган нитрат-фосфор-калий (НФК 1:0,7:0,5) ўғитлаш нисбатлари аллақачон ўзгариб кетган. Бу эса ғўза ҳосилдорлигига катта салбий таъсир кўрсатмоқда.

Нима руй бермоқда? Ғўза томонидан нитратни ўзлаштириш табиий ошгани учун солинган нитрат ўғитларини ва тупроқдаги мавжудларини кўпроқ ўзлаштирилиши натижасида фосфорли ўғитлар етишмовчилик синдроми  пайдо бўлаяпти. Натижада, кўсаклар кўп бўлгани билан улар кеч кузгача очилмай қолаяпти.

Ечим эса — зудликда глобал исиш шароитида янги ўғитлаш нисбатларини ишлаб чиқиш бўлиб, бу Ўзбекистон агрокимёгарлари ва ўсимликлар физиологияси соҳасидаги илмий мактабларнинг устувор вазифасидир. Бу борада тематик тадқиқот лойиҳаларга танловлар эълон қилиниб, янги йўналишда тадқиқотлар шакиллантирилмоқда.

Атмосферадаги CО2 дан кўпроқ углерод олиб, олинган углеродни одатдагидан кўпроқ вақт ер тагида сақлаш учун суберин полимери синтезига асосланган юқори янги экин турлари яратиш устидаги тадқиқотлар ҳам эътиборимиз марказида бўлади. Бу борада илғор тадқиқотлар олиб борилмоқда ва дастлабки натижалар ҳам йўқ эмас.

Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академиясининг Геномика ва биоинформатика маркази олимлари томонидан ген-нокаут технологияси асосида “Порлоқ” сериясининг янги пахта навлари яратилган бўлиб, улар юқори даражада ривожланган, узун илдиз тизими туфайли бошқа пахта навларига нисбатан сув танқислиги ва тупроқ шўрланишига чидамлилиги билан ажралиб туради. Ундан ташқари, сўнгги тадқиқотлар “Порлоқ“ навларида фотосинтез жараёни анъанавий пахта навларидагидан бир неча марта тезроқ юз беришини тасдиқлади. Бу ўз навбатида ушбу пахта навларининг бошқа ўсимликлар ва пахта навларига нисбатан бир неча баробар атмосферадан кўпроқ углерод олишини англатади. Ушбу навларнинг илдизлари узун ва кўп, шунингдек илдизи кенг шохлангани боис ўсимлик нафақат қурғоқчиликка ва шўрланишга чидамли, балки тупроқ сифатини оширишга хизмат қиладиган углеродни ўзида кўпроқ жамлаш имкониятини беради. Ривожланган илдиз тизими, шунингдек, тупроқдаги фойдали элементларни тезроқ ва кўпроқ ўзлаштиради, демак эндиги вазифа, юқорида таъкидланганидек, янги ўғитлаш нисбатларини ишлаб чиқишни тақазо этади.

Ҳозирги кунда марказ олимлари озиқ-овқат сифатига салбий таъсир қилмайдиган, фақат ўсимликларнинг илдиз тизими ривожланишига таъсир кўрсатиши мумкин бўлган янги генларни ўрганмоқдалар. Бундан ташқари, ўсимлик суберинларининг ривожланишига таъсир кўрсатадиган генларни топиш ва ўрганиш бўйича тадқиқотлар олиб борилмоқда.

Геномика ва биоинформатика маркази жамоаси ушбу технологиядан фойдаланиб, буғдой, картошка ва қанд лавлагининг янги навларини яратиш бўйича устида ҳам тадқиқотлар олиб бормоқда. Демак, Ўзбекистон биотехнологияси катта илмий салоҳиятга эга — у нафақат қишлоқ хўжалигини такомиллаштиришу озиқ-овқат хавфсизлигини яхшилашга, балки глобал иқлимга ижобий таъсир кўрасатишга-да қодир мақсадлар сари илдамлаб бормоқда.

Профессор Joanne Chory таъкидлаганидек, бундай тадқиқотларнинг дастлабки босқичларида донорлик кўмаги талаб этилади, бундай ташаббусларни қўллаб-қувватлаш ва амалиётга жорий этиш учун сиёсатчилар, иқтисодчилар, ҳукумат ва хусусий сектор вакилларини жалб этиш муҳим саналади. Буни юртимиз раҳбари олдиндан кўриб, барча муттасадди ташкилот ва тадқиқот марказларини ўртасида ҳамкорликни таъминлаб, илм-фаннинг тўрт устувор йўналиши қаторида биология ва кимё фанларини мамлакат учун ривожланиш йўли сифатида белгилаб берди. Демак, ҳали кўп янгилик бўлади ва келажакка умид катта! Эндиги вазифа шу йўлдан оғишмай ишлаш ва тез натижадорликка эришишдир!

 

Иброҳим Абдураҳмонов,

Инновацион ривожланиш вазири, академик