Apa Resiko Pestisida yang Direkayasa Secara Genetik Di Tanah?

Penelitian baru menunjukkan bagaimana jenis baru pestisida hasil rekayasa genetika bergerak dan terdegradasi di dalam tanah.

Generasi baru pestisida ini dapat mengendalikan serangga hama dengan mengkompromikan kemampuan serangga untuk membuat protein esensial. Pestisida pembungkam gen ini dapat direkayasa secara genetik menjadi tanaman pertanian sehingga tanaman ini benar-benar dapat menumbuhkan pertahanan mereka sendiri.

Meskipun pestisida ada di dalam tanaman, pertanyaan-pertanyaan tentang degradasinya mirip dengan pestisida konvensional yang diterapkan di luar tanaman: Apakah itu rusak? Jika demikian, dalam kondisi apa? Di tanah? Di danau dan sungai? Apa risiko ekologisnya?

Namun sebelum para peneliti dapat mencari jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, perlu ada cara untuk melacak pestisida dan mengikutinya ketika bergerak dan terdegradasi dalam ekosistem.

Kimberly Parker, asisten profesor bidang energi, lingkungan, dan teknik kimia di Sekolah Teknik McKelvey di Universitas Washington di St. Louis, dan sebuah tim kolaborator merancang metode untuk melacak pestisida baru ini di tanah dan mulai memahami proses apa yang mempengaruhi umurnya.

Pestisida baru ini adalah molekul asam ribonukleat beruntai ganda, atau RNA. Ketika hama memakan pestisida ini, ia mencegah makhluk tersebut membuat protein esensial, yang menyebabkan pertumbuhan terhambat atau mati.

grafis berlangganan batin

RNA adalah makromolekul — artinya: besar — ​​dan karena ukurannya, para peneliti tidak dapat mempelajarinya melalui cara-cara khas yang digunakan untuk pestisida konvensional.

Tim peneliti menemukan metode untuk menandai molekul pestisida dengan atom radioaktif, yang memungkinkan mereka untuk mengikutinya saat bersepeda melalui sistem tanah tertutup yang mewakili berbagai skenario. Mereka mampu mengukur pestisida dan komponennya hanya dalam beberapa nanogram per gram tanah.

Dengan metode mereka untuk mengukur pestisida, tim peneliti selanjutnya menyelidiki apa yang terjadi pada pestisida dalam beberapa sampel tanah. Mereka menemukan bahwa enzim dalam tanah dapat memecah pestisida. Selain itu, mikroba di tanah "memakan" pestisida serta fragmen yang ditinggalkan oleh reaksi enzim.

Namun, di beberapa tanah, proses lain terjadi: pestisida menempel pada partikel tanah, seperti mineral dan detritus organik. "Di tanah pertanian," kata Parker, "ada adsorpsi" —ketika molekul menempel pada permukaan. "Pestisida menempel pada partikel tanah," katanya.

"Kami telah menemukan bahwa partikel tanah sebenarnya memiliki efek perlindungan terhadap pestisida," kata Parker, "memperlambat laju degradasi pestisida." Enzim dan mikroba memiliki waktu yang lebih sulit memecah pestisida yang menempel pada tanah. , tetapi sejauh mana tanah melindungi pestisida bervariasi di antara tanah yang diuji.

"Saat ini hipotesis kerja kami adalah bahwa di tanah yang lebih halus, ada lebih banyak partikel yang tersedia untuk adsorpsi," kata Parker. Semakin banyak partikel tanah, semakin banyak permukaan yang menempel pada pestisida, meningkatkan efek perlindungan itu.

"Sekarang kami telah mengidentifikasi proses utama mengendalikan degradasi pestisida di tanah, kami selanjutnya akan menyelidiki secara rinci variabel-variabel yang mengendalikan proses ini untuk memungkinkan penilaian risiko ekologis yang akurat dari pestisida RNA untai ganda," kata Parker. "Ini akan memungkinkan kita untuk memahami apakah pestisida baru ini menimbulkan risiko bagi ekosistem."

Tentang Penulis

Penelitian ini muncul di Sains & Teknologi Lingkungan.

Pendanaan berasal dari program penelitian dan inovasi Cakrawala 2020 Uni Eropa; dukungan untuk Parker dari Departemen Pertanian AS; dan dukungan dari ETH Zürich Research Grant kepada kolaborator.

Sumber: Universitas Washington di St. Louis

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon