Avalo razvija klimatski otporniji pamuk u Teksasu koristeći genetsku raznolikost i AI

Nijedna mašina niti čovek još ne mogu da upravljaju kišom ili temperaturom na polju, ali Avalo pomera granice mogućeg. Kombinacijom prirodne genetske raznolikosti i veštačke inteligencije, ovaj biotehnološki startup radi na semenu prilagođenom regijama koje se suočavaju sa sušom, visokim temperaturama i ograničenim resursima.

Rapid Evolution Platform: genomika i mašinsko učenje

Preko svoje Rapid Evolution Platform, kompanija iz Severne Karoline koristi AI-pokretu genomsku analizu za optimizaciju osobina useva. Avalo može da prilagodi seme prema lokalnoj klimi i zemljištu kako bi biljke zahtevale manje vode, đubriva i pesticida, a istovremeno bile otpornije na stresne uslove.

Zašto pamuk?

Avalo primenjuje svoju tehnologiju na pirinač, gumu, šećer i pamuk. Osnivači Mariano Alvarez i Brendan Collins brzo su prepoznali da pamuk često nije imao istu pažnju i ulaganja kao pšenica, kukuruz ili soja, i da u mnogim regionima zahteva velike količine vode, pesticida i đubriva.

Terenski rad u Clarendonu

U Clarendonu, Teksas — delu koji neki zovu „najveće polje pamuka na svetu“ i koji proizvodi 30–50% američkog pamuka — Avalo ima jednu od svojih tri istraživačke parcele u toj saveznoj državi. Na parceli od oko 5 jutara (≈2 ha) istraživa se 500 različitih varijeteta; svaki red predstavlja drugu sortu, a svaka biljka je označena.

„Ako ćemo trenirati algoritam mašinskog učenja da predvidi kako će se pamuk ponašati, potrebni su nam visokokvalitetni podaci za obuku. Ovo su realni podaci iz realnog sveta,“ rekao je Mariano Alvarez, glavni naučnik Avala.

Da bi obezbedili genetsku raznolikost, Avalo je koristio seme iz USDA banke semena u College Stationu — od divljih i istorijskih do modernih sorti. Ta varijacija je ključna za model koji treba da nauči koje osobine doprinose otpornosti i kvalitetu.

Visokofrekventno prikupljanje podataka

Nedeljni letovi dronova prave digitalne mape i beleže rast biljaka (obrisi odozgo) i količinu apsorbovane svetlosti — podatke koji pomažu u proceni rasta i potencijala za formiranje cvetova i bursa pamuka. Ti podaci, zajedno sa podacima vremenske stanice, hrane modele mašinskog učenja koji predviđaju ponašanje biljaka u različitim uslovima.

„Kada padne kiša, možemo videti da li biljke koriste taj vodeni impuls — da li apsorbuju više svetla jer su manje žedne ili da li koriste raspoloživi azot u zemljištu,“ objašnjava Alvarez. On dodaje da polje sadrži genetskih podataka sličnih količini koju bi komercijalna usluga prikupila za godinu dana rada.

Cilj: regionalno prilagođene, niskoupisne sorte

Za oblast oko Ogallala akvifera — koji se proteže od južnog dela Lubbocka pa sve do Dakota — Avalo razvija sorte koje su specijalno uzgajane za nisku potrošnju vode i otpornost na visoke noćne temperature. Toplotni stres noću posebno utiče na formiranje plodova: ako se ne hladi dovoljno, biljka odbacuje cvetove kao stresnu reakciju.

White napominje da je većina dostupnih genetskih resursa u industriji prilagođena navodnjavanju ili vlažnijim oblastima, pa je cilj Avala da stvori varijetete koji daju kvalitetna vlakna i pod suvim, niskim reziduelnim azotnim uslovima.

Održiva rotacija i manji ugljenični otisak

Suvični pamuk (dryland) često ima niži ugljenični otisak, naročito kada se kombinuje sa rotacijom useva. U Clarendonu lokalni farmeri rotiraju pamuk sa kikirikijem — mahunarkom koja vraća azot u zemljište — čime se smanjuje potreba za veštačkim đubrivima koja znatno doprinose ugljeničnom otisku.

Podrška farmerima i ekonomski izazovi

Avalo planira da pamuk bude prvi proizvod koji će plasirati na tržište i nudi partnerima finansijske stimulacije: 5 centi po funti i doprinos za seme. Kao deo saradnje, farmeri se obavezuju na smernice, uključujući ograničenje unosa đubriva do 30 lbs po acru (≈13,6 kg po akru; ≈33,6 kg/ha), i prikupljanje podataka za procenu životnog ciklusa.

Roger Wade, farmer pete generacije i Avalov saradnik, ističe da su niske otkupne cene i rastući troškovi inputa (dizel, hemikalije, đubriva) glavne ekonomske prepreke za proizvođače pamuka — razlog više da se traže rešenja koja smanjuju potrebe za skupim ulazima.

Zaključak

Avalo nastoji da istovremeno reši ekološki i ekonomski izazov: stvarati sorte koje rade sa manje resursa, povećavaju otpornost agroekosistema i pružaju praktične koristi farmerima. Kombinacija poljskog eksperimenta, genomike i mašinskog učenja daje novu perspektivu u razvoju regionalno prilagođenih, održivih sorti pamuka.