乔安妮·乔里教授希望通过基因改造来增强植物的天然固碳特性，这可能会对遏制全球变暖起到关键作用，但同时她知道，无论是对她还是对地球来说，时间都已经不多了。
索尔克研究所的乔安妮·乔里教授领导着一个理想植物的研究项目
索尔克研究所的乔安妮·乔里（Joanne Chory）教授是一位受人尊敬的科学家，还是世界上最重要的植物学家之一。乔里长期以来一直在为气候变化呼吁，如今她领导的一个可以给地球降温的项目，有可能真正地改变我们这个星球。她也是一位60多岁的老人，并正在与一种侵蚀她生命的疾病做斗争。2004年，乔里被诊断出患有帕金森症，这使得她获得成功的时间变得更为紧迫。
如果说这是一部关于“人类在气候变化毁灭我们之前的最后希望”的电影，那么显然会被认为这是一部模式化的影片，科里教授似乎在里面扮演了一个被认为完美得不可置信的角色。“我们正在尝试做一件庞大而复杂的事情，尽管它听起来很简单。”乔里说，“植物进化到能够吸收二氧化碳，这是它们最擅长的事情，它们将二氧化碳转换成有用的物质，比如糖，这是任何机器都无法做到的。它们吸收大气中的二氧化碳，同时释放氧气回归大气。”
乔里现在正致力于设计和培育能够在根部储存更多二氧化碳的植物。她的理想植物项目通过基因编辑技术CRISPR和传统园艺技术的结合来实现这一目标，如果这种植物能够培育成功并大规模普及，将从大气中吸收足够的碳来缓解气候变化。
她的基本想法是，将普通作物（如豆类、玉米和棉花）的基因与一种拥有强吸碳能力的新化合物拼接在一起，然后将这种实验植物的根转移到土壤中，在那里生根发芽。
这样的事情实际上自然界早已经在做。“当我谈到这个项目时，我就会不由得激动起来。”乔里在索尔克研究所的一间办公室里对采访记者说道。索尔克是坐落在加利福尼亚南部太平洋沿岸的一个生物研究所，她的办公桌上摆满了花束、奖状、家庭照片和科学杂志。“我们必须找到一种方法除去大气中过多的二氧化碳，我认为，开发理想植物是最为经济实惠的唯一方法。”她笑着补充道，“我觉得自己肩上肩负着整个世界的重量，压力很大。”
乔里出生于波士顿，父母是黎巴嫩人，在6个孩子中排行老三。她在伊利诺伊大学获得了研究光合细菌的博士学位，后来在哈佛医学院进行博士后研究，并于1988年加入索尔克研究所。一路走来，她发现了植物如何对光和环境做出反应，以及如何调节植物大小和生长速度等。
她说：“如果我现在多做一些努力，或许我的曾孙们会从中受益。一些人现在选择不作为，这就是为什么我们对气候变化无所作为的原因。”
就在记者采访的时候，乔里的症状不时出现，就像一位不期而至的客人。“我只要一激动，就会出现症状，”她抱歉地笑了笑，整理了一下思绪后继续说道，“这就是为什么我想做一些让人们不再痛苦的事情。你永远不知道什么时候你能改变世界，我也不知道我们是否能做到，但我们必须试一试。”
科学家的梦想：创造吸碳固碳理想植物
即使我们达成了巴黎协议中将地球升温控制在2摄氏度的目标，气温也已经达到了令人担忧的水平。世界正在发生巨变，只是规模大小的问题。我们作为地球上的一个物种，只要有任何机会，就应该有改变现状的伟大想法。
目前，索尔克研究所正在与种子公司谈判，准备对9种农作物进行试验，以便在世界各地的农场引进理想作物。今年晚些时候还将对小麦、大豆、玉米和棉花进行实地测试。
在将一些遗传性状转移并覆盖各种作物之前，开发理想植物是“利用植物计划”的第一步，主要是强化植物根系和产生木栓质的能力（木栓质是生产软木塞的物质，也是甜瓜外皮的那层物质），因为木栓质是植物留住更多碳的神奇钥匙。如果有合适的资源和资金，每一种作物的原型预计将在未来5年内完成。
2018年6月，索尔克董事会成员、投资石油和天然气的私人股本资深人士霍华德·纽曼（Howard Newman）捐赠了200万美元启动该项目。2019年4月，索尔克又获得了TED机构总计3 500万美元的慷慨拨款，以支持该计划。
乔里说，这些新型植物将拥有更深更强的根系，拥有能够阻止水土流失的能力，水土流失是气温升高的另一个副产品。强大的植物根系将使土壤更加健康，并能够提高作物的产量。正常植物死亡时，会向空气中释放大量二氧化碳，而理想的植物死亡时，储存在更深根系中的碳能在土壤中留存更长时间，另外木栓质作为一种碳聚合物，拥有在短期内抵抗分解的天然能力，二氧化碳的再次释放量将显著减少。
地球上层两米土壤中的含碳量是大气含碳量的三倍多，甚至更多。2018年化石燃料的使用量估计增长近2%，每年人类活动产生的二氧化碳比地球目前能处理的要多出18亿吨，索尔克研究所相信他们的解决方案可以让人类产生的过量二氧化碳排放量每年减少46%。
这是一个非常雄心勃勃的想法，但充满了太多未知因素，如何得到全球农民的支持？这样的理想植物要经过多少年才能成功？大自然对这样的基因改造会做出什么样的反应？这些作物的口味如何？1960年由生物学家乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）创立的索尔克研究所的智囊团目前也没有这些问题的答案，索尔克在1955年发现了小儿麻痹症的治疗方法。
美国建筑师路易斯·卡恩（Louis Kahn）设计的研究所实验室坐落在海滨地区，周围是向外蔓延的水泥塔和可以极目远眺的海景。但在这片肃穆氛围中的实验室里也充满了一种乐观情绪，这里的科学家们对记者说道，他们的角色类似于历史学家，但记录的是一个物种或一个生态系统的历史。
研究所创始人索尔克曾说过：“希望存在于梦想中，存在于敢于把梦想变成现实的勇气中。”这些现代化建筑里的科学家同时也是梦想家，但他们的梦想根植于现实。这个由政府拨款和私人捐助者资助的生物研究中心，花了几十年时间，在从癌症到阿尔茨海默氏症等各种疾病的治疗研究上都取得了不菲成就。1968年，索尔克癌症中心的创始人罗伯特·霍利（Robert Holley）荣获诺贝尔奖；1975年、1977年和2002年，研究所的科学家获得了一次又一次诺贝尔奖。就在不久前，乔里因发现如何优化植物生长、发育和细胞结构以及如何将阳光转化为化学能而获得300万美元的科学突破奖。
约瑟夫·诺埃尔（Joseph Noel）博士是一位生物化学家，他的研究重点是如何利用木栓质，这是理想植物项目的一个关键。他展示的播种机器人能在一天时间里完成人类需要几周时间才能完成的工作，先进的种植室能够模拟几乎任何环境条件，还有坐落在高高悬崖上的温室大棚。他一直在强调木栓质的重要性：“这是植物的一种海绵状屏障，能够帮助植物调节水和气体的进出和交换，我们可以将它想象成植物某些细胞周围的保护性塑料层。”
索尔克生物研究所的植物培育室，图中植物包括拟南芥属、莲花属和苜蓿
乔纳斯还说过：“我们最大的责任就是做一个好的开拓者。”一排排模拟自然环境的实验室房间里满是生长中的香蒲、沼泽植物、豆类和长得像草的拟南芥，这些植物在人造光和人工调控的潮湿空气中呈现不同的生长阶段。“我们不只是在温室或实验室里的人造光中种植植物，我们还想拥有模拟一个特定气候区的能力，包括光的质量、季节变化、云层覆盖和温度等。”诺埃尔说道。
由于拟南芥可以在6周内从一粒种子生长到成熟并产生新的种子，它的基因组已经完成完全测序，而且与许多其他物种的基因组很相似，因此这种看起来不起眼的小小植物已经成为该研究项目中的明星植物。诺埃尔继续说：“大规模改变它的基因非常容易，如果我们改变了某种特定基因，我们就能观察发现它的根是否能扎得更深，根系向外延伸的范围是否会更广，它的内部是否发生了什么变化等。”植物祖先进行光合作用已经有28亿年历史了，没有植物，我们所知道的生命形式就都不会存在，我们想要知道的是，理想植物是否会成为地球的救星。
达成目标任重道远：转基因植物概念难获认可
二氧化碳去除是一个不断发展的领域，其中包括用机器抽出天空中二氧化碳的碳捕获技术，如比尔·盖茨支持的碳工程，苏黎世初创企业Climeworks以及全球约20个商业碳捕捉和碳封存设施，但它们的价格却高得让人只能望而却步。
也有一些失败的例子，如理查德·布兰森（Richard Branson）爵士曾悬赏2 500万美元解决碳减排难题，但从未找到解决方案。碳减排计划也因维持现状和大型能源的商业模式而受到批评。
“我们都知道，人类对气候变化做出的反应，正如理想植物项目所称的那样，或是成就我们的未来，或是毁掉我们的未来。”纽约一家植物研究领先机构博伊斯﹣汤普森研究所的总裁兼首席执行官大卫·斯特恩（David Stern）说道。他称乔里是一位无畏的、具有开放的创造性精神的科学家。“解决大气中过多二氧化碳的问题庞大而复杂，需要多种解决方案，利用植物储碳无疑是解决方案之一。”
斯特恩指出，一个大问题是如何获得人心。在转基因已成为绿色有机运动对立面的今天，拯救地球的转基因生物可能很难被人接受。“虽然这个研究项目没有提出要开发传统的转基因株系，也没有提出会在粮食作物上进行研究，但这个问题仍然会出现。”斯特恩补充说道。
乔里坚持认为，植物经过了数千年的改良——选择最好的品种进行培育，这也是一种基因改良形式，改良品种的营养价值和产量还是会大于其缺点。与许多转基因产品不同，索尔克公司不会在其植物中引入外来基因物质。欧盟禁止转基因生物和具有CRISPR特性的作物，因此理想植物可能无法进入欧盟。另一个问题是种子定价以及如何让全世界的农民都能买到理想植物的种子，因此种子的大规模普及是个问题。
“与任何转基因作物一样，最大的问题是这些变化对作物的营养品质会产生什么样的影响？发展中国家的小农户能否购买到足够多对气候变化产生影响的理想植物的种子？”旧金山湾鸟类观测站研究陆生鸟类种子传播的高级生物学家丹·维尼（Dan Wenny）提出了这些疑问。
目前，路易斯安那州的密西西比三角洲是第一批野外理想植物试验区，这是检验改良根系能否减缓海平面上升趋势的重要一步。不过，索尔克的研究人员对实验成败的可能性仍保持清醒头脑。“一些植物并不都像拟南芥那样可以在6周内从一粒种子长成另一粒种子，你种下它们，然后耐心等待，需要等很长时间。”诺埃尔无奈说道。
我们是否已经过了无法回头的临界点？乔里说：“未来世界一定不会像我们现在生活的世界，我不知道我们的做法是否会毁灭整个人类物种，但我认为如果我们不尽快采取行动，我们肯定会走上这条路，湿度和温度将会达到哺乳动物无法生存的极限。”
忧思科学家联盟表示，转折点已经到来。但乔里反驳道：“我不认为这个转折点已经到来。”尽管如此，她承认转变已经开始，加拿大在这方面会做得很好，美国则不然。“我们的农业将会有很多变化。我们必须说服农民，不能再像以前那样种地，现在土地可以养活80亿到100亿人，但50年后，留给子孙后代的将不再是良田沃土，灾难只是被推迟了而已。”
乔里瞥了一眼女儿凯蒂（Katie）的照片，说：“看看我，已经64岁了，也许不会看到这个项目取得成果，我以后可能会不在索尔克工作。这种紧迫性是存在的，气候问题迫在眉睫。每周都有新的气候灾难发生。我们不能坐以待毙，我们真的不能让气候变暖再加快了。我不知道我们能不能做到，但我希望自己的想法能成为解决方案的一部分，我不想只是坐在那里抱怨。”
资料来源The Guardian
_____________________
本文作者亚当·波普斯库（Adam Popescu）是美国洛杉矶的一位作家，他的小说《尼马》（Nima）于2019 年5 月21 日出版。