Begassing van gewassen in Colombia: slecht voor mens en milieu. Foto door Laura Arias via Pexels
Duurzame landbouw is niet langer alleen een zorg voor mensen die gezonder willen eten, maar een dringende noodzaak voor ons allemaal.
Naast het groeiend aantal bedrijven en technologieën in de alternatieve vlees-, vis-, zuivel- en ei -eiwitmarkt, voltrekt zich een parallelle revolutie in de gewasbeschermingsmarkt.
De meeste granen, peulvruchten, groenten en fruit worden geteeld met behulp van gewasbeschermingsmiddelen, zoals pesticiden, die schadelijk zijn voor het hele ecosysteem. Pesticiden veroorzaken aanzienlijke, blijvende schade aan bodem en water, evenals aan de mensen die met de chemicaliën werken en degenen die de eindproducten consumeren - wij allemaal!
De vraag naar duurzamere, veiligere en schonere landbouwmethoden komt van consumenten, milieuactivisten, regelgevers en zelfs de agrochemische industrie zelf, wat een onvoorstelbaar bedrag van bijna $ 60 miljard per jaar oplevert.
Israëlische startups staan centraal bij het vinden van oplossingen voor onze toekomstige voedselzekerheid en ontwikkelen innovatieve technologieën die binnen tien jaar en daarna een grote impact zullen hebben op de hele sector.
Rijp voor verandering
Enerzijds zorgen pesticiden ervoor dat de wereldwijde landbouw miljarden mensen kan voeden. Zonder pesticiden zouden insecten, bacteriën, schimmels en schadelijke kruiden een enorm verlies aan gewassen en een enorme voedselcrisis hebben veroorzaakt.
Aan de andere kant zijn de meeste pesticiden die tegenwoordig worden gebruikt onnauwkeurig en veroorzaken ze grote perifere schade. Sommige van deze stoffen hopen zich op in de bodem en ontbinden niet, sijpelen in waterbronnen en vishabitats, bedreigen bestuivende bijen en veroorzaken kankerziekten bij telers en eindgebruikers, die worden blootgesteld aan residuen van bestrijdingsmiddelen.
Op glyfosaat gebaseerde herbiciden, de meest gebruikte herbiciden sinds het midden van de jaren zeventig, zijn onlangs het onderwerp geworden van duizenden rechtszaken. Koper is een ander voorbeeld van een problematische stof die nog steeds veel wordt gebruikt, vooral omdat er geen echt alternatief is tegen bacteriën.
Sommige bacteriën hebben resistentie ontwikkeld tegen koper, waardoor het gebruik ervan ondoeltreffend is in gevallen van algehele systemische schade, bijvoorbeeld "citrus groen", een epidemie die de afgelopen jaren meer dan de helft van de citrus oogst in Florida heeft vernietigd.
Het komt erop neer dat de markt voor pesticiden rijp is voor verandering en vernieuwing, aangezien er in decennia geen nieuwe formuleringen zijn geproduceerd.
De piramide omdraaien
Israëlische wetenschappers "draaien de piramide om" bij het ontwikkelen van nauwkeurige, doelgerichte pesticiden met behulp van biologische of chemische stoffen, aldus ISRAEL21C.
Ze gebruiken kunstmatige intelligentie om eerst de veiligheid van de materialen te karakteriseren en te verifiëren - en pas daarna, of parallel, de effectiviteit van het pesticide. Dit soort onderzoek was niet mogelijk vóór de komst van geavanceerde AI en computersystemen.
De drie bedrijven die hieronder kort worden besproken, zijn opgericht als onderdeel van een Israëlisch-Duitse samenwerking die in 2016 werd opgericht om toegepaste landbouwinnovatie te bevorderen.
De Israëlische The Trendlines Group is, een investeringsmaatschappij die gespecialiseerd is in het investeren in startups op het gebied van agri-foodtech en geavanceerde medtech. De Duitse partner is Bayer, het grootste landbouwbedrijf ter wereld.
Bayer definieerde doelen en Trendlines identificeerde en gebruikte technologieën die passen bij die doelen van het wereldberoemde en ontluikende Israëlische ecosysteem voor landbouwonderzoek.
Deze startups zijn opgericht met een gezamenlijke investering - elk aangevuld met extra investeerders, waaronder de Israel Innovation Authority om de geselecteerde technologieën te ontwikkelen tot innovatieve en bruikbare landbouwproducten.
Trendlines begeleidt en begeleidt deze bedrijven door het langdurige en complexe ontwikkeltraject. De brede ruggengraat en brede marktkennis van Bayer vergroten de kansen op het realiseren van potentieel en grootschalige commercialisering aanzienlijk.
Goede virussen
Afbeelding met dank aan EcoPhage
EcoPhage ontwikkelt nieuwe technologie om bacteriële ziekten in de landbouw te bestrijden, in plaats van te spuiten met koper of antibiotica - een andere zeer problematische stof.
De technologie is gebaseerd op bacteriofagen, 'goede' virussen die bacteriën detecteren en doden. Ze komen voor in de natuur en vervuilen niet en hebben geen andere negatieve effecten op het milieu en de mens.
Op basis van kennis ontwikkeld aan het Weizmann Instituut onder Prof. Rotem Sorek, produceert EcoPhage zeer effectieve cocktails van deze virussen in zijn laboratorium, op een manier die kan worden aangepast aan specifieke plagen.
Er zijn meer bacteriofagen in de wereld dan alle levende wezens bij elkaar, wat betekent dat het potentieel om een oplossing te vinden bijna oneindig is. Het zal voor ongedierte erg moeilijk zijn om resistentie tegen dergelijke cocktails te ontwikkelen, aangezien de geavanceerde technologie van EcoPhage faagcombinaties selecteert om de schadelijke bacteriën efficiënt uit te roeien en toekomstige resistentie te voorkomen.
Gerichte antilichamen
IBI-Ag ontwikkelt milieuvriendelijke biologische insecticiden op basis van een innovatieve technologie en een revolutionair werkingsmechanisme.
De werkzame stof in deze stoffen zijn enkel-domein antilichamen gericht tegen het specifieke insect, en onschadelijk voor andere (nuttige) insecten en het milieu. Deze antilichamen met één domein hebben belangrijke praktische voordelen: doorlaatbaarheid, efficiëntie, weerstand tegen omgevingsfactoren, eenvoudige plaatsing en relatief lage kosten.
Het bedrijf ontwikkelt een technologisch platform, dat op termijn voor veel toepassingen op het gebied van biologische bestrijdingsmiddelen in de landbouw zal worden ingezet.
Eén wiet veroorzaakt verlies van $ 15 miljard
De "herbicidecrisis" is een van de meest alarmerende problemen in de gewasbeschermingsindustrie van $ 60 miljard en bedreigt het wereldwijde voedselproductiesysteem.
Giftige herbiciden zijn in sommige landen verboden. Meer dan 250 onkruiden hebben tolerantie ontwikkeld voor herbiciden en zijn plantages binnengedrongen.
Om het catastrofale effect van ongecontroleerd onkruid te begrijpen, beperken we ons tot één gebied en slechts één onkruid. Op Amerikaanse soja- en maïsplantages heeft alleen al het varkenskruid ( Amaranthus Palmari ) geleid tot een geschat opbrengstverlies van ongeveer $15 miljard. Stel je de schade voor die wereldwijd wordt veroorzaakt door 250 herbicideresistente onkruiden.
Projini is ontstaan vanuit het inzicht dat het naast belangrijke biologische ontwikkelingen noodzakelijk was om innovatie te stimuleren in de enorme agrochemische industrie, die een sleutelrol zal blijven spelen in pesticiden.
Projini gebruikt veilige en "on-demand" chemie, evenals computerwetenschap, om specifieke plagen aan te pakken. Foto met dank aan Trendlines
De meeste van de huidige actieve pesticiden zijn al tientallen jaren in gebruik en werden willekeurig ontdekt in de industrie. Hun bijwerkingen werden soms pas vele jaren later in de praktijk ontdekt.
In de afgelopen 20 jaar zijn veel pesticiden gedereguleerd (uit gebruik genomen), hebben plagen resistentie ontwikkeld tegen vele, en toch zijn er geen nieuwe gewasbeschermingsmiddelen geïntroduceerd.
Stel je dit parallelle scenario op farmaceutisch gebied voor: medicijnen die uit de handel zijn genomen, verhoogde resistentie tegen medicijnen door veel ziekten en er zijn geen nieuwe medicijnen ontwikkeld om ze te vervangen.
Informatica ontmoet scheikunde
De technologie van Projini is gebaseerd op veilige chemie en "on-demand" chemie, twee principes die zijn geïnspireerd op aangepaste/gepersonaliseerde geneeskunde. Medeoprichters Maayan Gal en Itai Bloch komen uit het farmaceutische veld van medicijnontdekking met behulp van kunstmatige intelligentie.
Ook hier speelt informatica een sleutelrol. Geavanceerde algoritmen kunnen binnen enkele dagen systematisch tientallen miljoenen stoffen scannen en specifieke moleculen lokaliseren die het potentieel hebben voor gerichte en veilige actie tegen onkruid, schimmels en ander ongedierte.
Deze methoden zijn pas recent mogelijk geworden omdat de technologische mogelijkheden drastisch zijn veranderd. Projini's eigen, AI-gestuurde ontdekkingsplatform integreert reken- en modelleringstechnieken met state-of-the-art biochemische en biofysische tools.
Dit maakt een snelle evaluatie mogelijk van de structurele/chemische vereisten voor binding van een specifiek molecuul aan zijn doeleiwit, waardoor de ontwikkelingstijd van nieuwe producten aanzienlijk wordt verkort.
