AI がケチャップを気候変動から救うにはどうすればよいか

ハインツを待っていてください。 最近の差し迫った食糧不足には、昨年のポテトチップス危機に続きケチャップも含まれる可能性が高く、マスタードも使われている（少なくともフランスでは）。 世界の主要なトマト生産地域であるオーストラリア、スペイン、カリフォルニアのセントラル・バレーでは、3夏に渡って前例のない猛暑が続き、ケチャップやその他の調味料の主要原料であるトマトペーストの在庫が激減した。 世界のトマトの4分の1、米国の缶詰に使用されるトマトの95％を生産するカリフォルニア州では、干ばつが続いているため、2021年の収穫量は予想よりも5％近く減少し、2022年には10％減少したという。米国農務省。 今年初めの記録的な降水量は干ばつの状況を緩和するのに役立ったが、同時に田畑に洪水をもたらし、農家は作付けの延期を余儀なくされ、今年も収量の減少につながる可能性がある。

増え続ける化石燃料排出による気候変動がトウモロコシからキャノーラ油に至るまでの作物に大打撃を与えているため、他の食料品店の定番商品もこれに追随する可能性が高い。 その影響はサプライチェーン全体に予期せぬ形で波及し、天候に左右されやすい果物や野菜だけでなく、トウモロコシ畑から採れるフラミン・ホット・チートーと同じくらい自然からかけ離れているように見える品目の価格高騰や不足につながるだろう。 私たちの主食作物は最終的には温暖な気候に適応するかもしれないが、進化は市場の需要と大きく同期しない時間スケールで起こる。 ケチャップ、カクテルソース、ピザ用マリナラの需要に追いつくためには、科学の力を借りて事態を加速させる必要があるだろう。

トマトは高温でも生育しますが、人間と同じように、特に花が咲いているときは、涼しい夜に休む必要があります。 主要なトマト生産地域で始まっているように、熱波の暑い夜が数日以上続くと、数週間後にはジューシーな赤い果実が期待できる期待もろとも、つるの上で繊細な黄色い花が枯れてしまう。 たとえば、地元の作物不足が迫ってきたときにサプライヤーを変更できる穀物会社とは異なり、ほとんどのトマトベースの製品生産者は垂直統合されたサプライチェーンを持っています。仕様どおりに成長した契約農家に自社の種子を提供し、その後、近くの加工施設に作物を輸送しています。それもプロデューサーのものです。 これらのトマトのほとんどはペーストに加工されており、調味料会社は新鮮なトマトが季節外れであっても生産を継続するために、この材料を頼りに保存可能な材料となっている。 しかし3年が経ち、その埋蔵量は残り少なくなり始めている。 「今年は重要な年になるだろう」と進化生物学者であり、ノースカロライナに本拠を置くバイオサイエンス会社アバロの主任科学者であるマリアノ・アルバレス氏は言う。 「健康的な収穫物を作ることができなければ、製品にトマトペーストを使用する企業にとっては困難になるでしょう。」

ブドウの木に実が凍る季節後半の寒波や、収穫直前の小麦を平らにしてしまう不都合な嵐など、異常気象は常に農業にとっての課題です。 しかし、気候変動は、私たちが作物をいつ、どこで栽培するのかという基本的な前提の一部を揺るがしています。 古くからある川は干上がりつつあります。 冬に厳しい凍結が起こることはますます稀になり、害虫はさらに 1 年間生き続け、増殖することになります。 熱波の到来が早くなり、その期間が長くなり、結実のサイクルに支障をきたしています。 雨は激しく速く降り、新しく植えた種が根付く前に洗い流してしまいます。 私たちの主食作物は、バナナ、コーヒー、チョコレート、ワイン、オリーブオイル、トリュフなど、私たちが主食と考えるようになった贅沢品は言うまでもなく、追いつくことができていません。

私たちは、生きがいをもたらす作物のない生活に適応するか、変化する気候に作物を適応させるかのどちらかでなければなりません。 アルバレス氏のような植物科学者は後者に取り組んでいます。 アルバレス氏は、賭け金を増やしてより良い場所に移転することが常に可能であるとは限りません。 「多くのトマト生産者にとって、唯一の選択肢は植物自体の生態を何らかの方法で変えることです。」 アルバレス氏は、機械学習を利用して温暖化気候に適応した新しい交雑種を考案することで、まさにそれを実現しようとしている。 彼は、ロボット工学、化学、ゲノム配列決定、遺伝子マイニング、人工知能のイノベーションを利用して、気候変動の未来に向けて植物を設計する、成長を続ける科学者と農業者の集団の一員です。

5月16日、ノースカロライナ州に本拠を置く別のバイオエンジニアリング新興企業ペアワイズは、比較的新しい遺伝子編集技術を使用して、栄養豊富なからし菜の苦みを取り除く世界初のCRISPR加工サラダ菜を米国市場に発売した。 彼らは種なしチェリーや種なしブラックベリーも開発中です。 彼らの目標は、健康的な果物や野菜を食べやすく、より美味しくすることですが、この技術は気候に耐える主食にも使用できます。 オーストラリアの農業科学者らは、ゲノム配列決定を利用してひよこ豆の耐熱性形質を特定、増幅し、温度が100°Fを超えても生き残るだけでなく繁栄するタンパク質が豊富な豆を生産した。 スコットランドのエディンバラにある別の研究チームは、将来の干ばつに苦しむ国々で暮らす人口を維持するため、熱ストレスや病気に対する耐性を高めた遺伝子編集による「スーパー牛」の開発に取り組んでいる。 科学者たちは現在、世界のバナナ生産を脅かす致死性の真菌に耐えるように設計されたオーストラリア初の遺伝子組み換え果物、バナナの販売承認を求めている。 （米国はすでにGMOリンゴ、パパイヤ、ピンクパイナップルの販売を許可しています。）

アルバレス氏のバージョンの進化支援は、より単純な戦略に依存しています。 同氏のチームは、特定の遺伝子を標的とする遺伝子組み換えを使用する代わりに、機械学習モデルを使用して、栽培植物とその野生植物の両方で、乾燥や耐暑性などの望ましい形質を探している。 次に、AI 対応の推奨システムが、どの交雑種が味、生産の容易さ、復元力の点で最良の結果を生み出す可能性があるかを提案します。

たとえば、野生のイチゴは、今日ほとんどのスーパーマーケットで入手できるルビー色の巨大イチゴよりも乾燥や暑さにはるかに耐性がありますが、小さくて傷つきやすいため、長距離の輸送が困難です。 AI は、より大きく、より美味しく、気候に適応した後継品種を作るために、野生イチゴのどの品種を家畜品種と交配すべきかを提案できます。 園芸家は何世紀にもわたってその種の交雑育種を行ってきました。そもそもそれが、私たちが家畜化されたイチゴを手に入れる方法だったのです。しかし、AI によって試行錯誤が排除され、プロセスが迅速化されます。 潜在的な交配品種が特定されると、科学者たちはそれを試すために温室に行き、手動で植物に肥料を与え、得られた種子を植え、何が現れるかを待ちます。

アルバレス氏は、イチゴに加えて、ノースカロライナ州アバロの温室でAIが予測した交配種をいくつか育てている。干ばつに強い米、（食品廃棄物を減らすため）柔らかくて味の良い葉を持つブロッコリー、そしてもちろん耐熱性のトマトだ。 今難しいのは待つことです。 コンピューターは選択プロセスをスピードアップできますが、成長は依然として自然のタイムライン上にあります。 「植物を開花させ、その開発サイクルをこれ以上早く行うことはできません。今私たちができる最善のことは、7～10年かかるのではなく、数年以内に新しい品種を生産することです」とアルバレス氏は言います。より従来のプロセス。 コンピューターは進化を加速できるかもしれないが、夏のバーベキューシーズンに向けてケチャップを保存したり、来冬のスパゲッティやミートボール用にトマトソースを保存したりするにはまだ十分な速度ではない。 「人々が今後数年間持ちこたえることができれば、より気候変動に強いものを構築できる可能性が非常に高いと思います」とアルバレス氏は言う。 「それまでは、良い雨が降り、涼しい夏が降ることを祈るだけです。」 ケチャップの供給を確保するためだけでなく、すべての調味料のためにも。

お問い合わせ[email protected] まで。