За и против въглероден диоксид
Въглеродният диоксид подпомага растежа. Увеличаване на съдържанието на CO₂ четирикратно - до 0,12% от
Резултатите от многогодишните експерименти показаха: с излишък от въглероден диоксид, листата на дърветата започват да я абсорбират повече. Но в същото време дърветата не го използват за собственото си развитие, а просто „го прокарват през себе си“, отново го подчертавайки през корените. Когато съдържанието на CO2 в почвата е повече от 1,5%, корените започват да се задушат. Както се оказа, те са много по-важен излишък на кислород.
фотосинтезае процес, използван от растения, водорасли и някои бактерии, за да вземат енергия от слънчевата светлина и да я преобразуват в органични вещества, необходими за живота им.
Има два вида фотосинтетични процеси:кислородна фотосинтеза и аноксигенна фотосинтеза. Аноксигенната фотосинтеза е процес, който протича в бактериите. Не произвежда кислород. Кислородната фотосинтеза е най-разпространена и се наблюдава при растения, водорасли и цианобактерии. По време на кислородната фотосинтеза светлинната енергия пренася електрони от вода (H₂O) към въглероден диоксид (CO₂), което води до образуването на въглехидрати. По време на този трансфер CO₂ се „намалява“ или получава електрони, а водата се „окислява“ или губи електрони. Фотосинтезата произвежда захари и кислород.
Фотосинтезата протича в две фази. Първият се нарича светлина, а вторият - тъмен. Светлинната фаза на фотосинтезата ви позволява директно да преобразувате светлинната енергия в химическа енергия поради слънчевата светлина. Около 15 секунди след като растението абсорбира въглероден диоксид, настъпва тъмна синтезна реакция и се появяват първите продукти на фотосинтезата - захар: трио, пентози, хексози и хептози. От някои хексози се образуват захароза и нишесте. В допълнение към въглехидратите, липидите и протеините могат също да се развият чрез свързване към молекулата на азота.
Светлата фаза се появява върху мембраните на тилакоидите на хлоропласта, а тъмната фаза се среща в стромата на хлоропласта.
Но необратимите процеси, които предизвикватповишените нива на въглероден диоксид във въздуха вече са започнали. Проучване, публикувано в списанието Nature през 2014 г., показва, че оризът, отгледан в среда с високо съдържание на въглероден диоксид, съдържа по-ниски количества важни хранителни вещества. Потенциалните последици за здравето са значителни, като се има предвид, че милиарди хора по света вече не получават достатъчно протеини, витамини и други хранителни вещества от ежедневната си диета.
Д-р Зиск, физиолог на растенията в МинистерствотоUSDA и неговите колеги създадоха експериментални оризови полета в Китай и Япония с повишени концентрации на въглероден диоксид, които учените очакват след 100 години. Изследователите се фокусираха върху ориза, защото той е основният източник на храна за 2 милиарда души по света. 18-те сорта ориз, които са били отглеждани и събирани, с малки изключения, са съдържали значително по-малко протеини, желязо и цинк от ориза, отглеждан днес. Всички сортове имат рязко намаляване на нивата на витамини В1, В2, В5 и В9, но съдържат повече витамин Е.
Процесът на фотосинтеза в растенията включвасерия от етапи и реакции, които зависят от слънчевата енергия, водата и въглеродния диоксид. CO₂ служи като източник на въглерод, той влиза в процеса на фотосинтеза в поредица от реакции, наречени етапи на фиксиране на въглерод (известни също като реакции на тъмна фаза). Тези реакции следват етапите на преобразуване на енергията (или светлинни реакции), които превръщат слънчевата енергия в химическа енергия под формата на АТР и NADP молекули, като осигуряват енергия за започване на етапите на фиксиране на въглерода.
Въглеродният диоксид попада в повечето растения.през порите (устици) на повърхността на листата или стъблата. При фотосинтезиращите водорасли и цианобактерии CO₂ се абсорбира от заобикалящата вода. След като попадне в фотосинтетичната клетка, CO се „фиксира” с органичната молекула, използвайки ензим. В много растителни видове тази първоначална реакция се катализира от ензима Rubisco, най-разпространеният ензим в света.
В поредица от реакции, наречени цикъл на Калвин,Въглерод-съдържащата молекула, получена от тази първа фиксационна реакция, се превръща в различни съединения, използвайки енергия от АТР и NADP. Продуктите от цикъла на Калвин включват проста захар, която впоследствие се превръща в въглехидрати - това са глюкоза, захароза и нишесте. Те служат като важни източници на енергия за централата. Цикълът също регенерира молекулите на изходния реагент, с които повече въглероден диоксид ще бъде свързан в следващия етап от цикъла.
На експерименталното поле бяха монтирани тръби.които отделят въглероден диоксид в малки открити площи (вместо просто да изследват култури в затворени оранжерии), за да симулират бъдещи реални условия. В растенията, които са обект на така наречения цикъл на Калвин, включително ориз и пшеница, увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид може да стимулира производството на повече въглехидрати, които влияят на съдържанието на хранителни вещества. Но учените все още се опитват да разберат защо някои съединения, като витамин В, са зависими от промените в атмосферния въздух, докато други не, или защо някои сортове ориз имат по-драматично намаляване на нивата на витамин В от други.
incut
След серия от проучвания в тази област ученитеще се занимава със създаването на генетично модифицирани сортове култури, които ще запазят по-голямата част от тяхната хранителна стойност пред нарастващите концентрации на въглероден диоксид. Но това може да бъде изключително трудно, като се има предвид, че всички тествани сортове ориз показват значително намаляване на нивата на витамин В, отбелязва д-р Зиск.
Друго възможно решение е намаляване на антропогенното замърсяванеобеми емисии на въглероден диоксид. Понастоящем нивата на CO₂ в атмосферата са средно около 410 ppm (приблизително 0,04%), спрямо 350 ppm през 80-те години на миналия век. Този модел се дължи главно на изгарянето на изкопаеми горива.
Средното намаление на зърнените протеини се увеличавав сравнение с околните CO₂ за 18 култивирани линии от оризи с контрастиращ генетичен фон, отглеждани в Китай и Япония, използвайки технологията FACE.
Средното намаление на концентрацията на микроелементи в. \ Tзърно, желязо (Fe) и цинк (Zn) с повишена CO₂ за 18 култивирани оризови линии с контрастен генетичен произход, отглеждани в Китай и Япония с използване на FACE технология.
Безсмислени зеленчуци
Плодове и зеленчуци, отглеждани преди десетилетияУверенията на учените бяха по-богати на витамини и минерали, отколкото сортовете, които в момента се консумират. Основната причина за тази тревожна тенденция в нашата диета беше изчерпването на почвата: съвременните агресивни методи за постигане на максимални ползи в селското стопанство доведоха до катастрофално намаляване на количеството хранителни вещества в почвата. За съжаление, всяко следващо поколение от бързо растящи, красиви, устойчиви на вредители моркови става още по-малко полезно от предишното.
Доналд Дейвис и неговият екип от ТексасУниверситетът изследва хранителните данни на USDA за 1950 г. и 1999 г. за 43 различни зеленчуци и плодове и установи „реални спадове“ на протеини, калций, фосфор, желязо, рибофлавин (витамин В2) и витамин С през последния половин век. Дейвис приписва това намаляване на съдържанието на хранителни вещества на факта, че съвременното земеделие е насочено към подобряване на качествените характеристики (размер, скорост на растеж, устойчивост на вредители) на получената реколта.
Асоциация на потребителите на органични продуктисравнява няколко проучвания с подобни резултати: анализ на данните за хранителните вещества от Института Куши от 1975 до 1997 г. установи, че средното ниво на калций в 12 пресни зеленчука намалява с 27%, нивата на желязо с 37%, а нивата на витамин А с 21% и нивото на витамин С с 30%. А данните за хранителните вещества от 1930 до 1980 г., публикувани в British Food Journal, показват, че средното съдържание на калций в 20 зеленчука е намаляло с 19%, на желязо с 22% и на калий с 14% през това време. Оказва се, че съвременните хора трябва да ядат осем портокала на ден, за да получат същото количество витамини А и С, което нашите баби и дядовци биха получили само от един плод.
Застрашени пчели
Учените също са разтревожени от спада наопрашители. Около 74% от всички глобално произведени мазнини присъстват в маслата от растения, зависими от опрашването от насекоми. Тези растения също служат като основни източници на мастноразтворими витамини. От водоразтворимите витамини 98% от витамин С идва от опрашени растения, цитрусови плодове и други плодове и зеленчуци. Въпреки че скорбутът, дължащ се на дефицит на C, сега е рядък, неговата важна роля, заедно с E и бета-каротин, не намалява по никакъв начин в съвременните реалности. Водоразтворимите витамини от група В са богати на нишестени зърнени култури, които процъфтяват независимо от дефицита на опрашители. Повечето от тези хранителни вещества обаче се губят, когато пълнозърнестите храни се преработват в бял ориз или бяло брашно, например. Докато САЩ коригираха този дефицит чрез въвеждане на пълнозърнесто брашно, кафяв ориз и други нерафинирани храни, 2/3 от населението на света няма достъп до обогатени зърнени храни.
От началото на 2000-те години пчеларите съобщават за масовосмърт на медоносните пчели. Възрастните пчели по правило изчезват без следа, без да се връщат в кошерите. Тези случаи привлякоха общественото внимание и слуховете за различни причини за явлението варираха от изменението на климата до радиоактивните сигнали от мобилните телефони и генетично модифицираните култури.
Голям изследователски екип откри: въпреки че в пчелите е открит израелски паралитичен пчелен вирус, той не може да причини такова катастрофално изчезване. Броят на пчелите бързо намалява през последните години. Някои от тях бяха добавени в списъка на застрашените през 2017 г. (седем вида хавайски пчели) и през 2018 г. (Bumblebee Bombus affinis).
Всяка година броят на опрашващите пчели намалява, а някои видове са на ръба на изчезване.
Интензивна употреба на известни пестицидикато неоникотиноиди (сравнително нов клас инсектициди, които засягат централната нервна система на насекомите, водещи до парализа и смърт), играе важна роля за намаляване на популацията на пчелите. Когато пчелите са изложени на неоникотиноиди, те имат силно въздействие върху нервната система (нещо като версията на Алцхаймер за насекоми) и страдат от тежка дезориентация.
Заедно с пестициди, известни като паразитиВърджаните акари са отговорни и за масовата смърт на пчелите. Варрао може да се размножава само в пчелната колония. Тези кръвосмучещи паразити имат еднакво въздействие както върху възрастните, така и върху младите пчели. Заболяването, причинено от тези акари, може да причини пчелите да губят крака или крака, бавно и болезнено умират.
Пълнозърнестите зърнени храни са важен естественизточник на витамини от група В, особено фолиева киселина. Нуждата от фолиева киселина се увеличава по време на бременност, за да се предотвратят дефекти на невралната тръба на плода. Повече от 70% от витамин А и 98% от всеки от каротеноидите, криптоксантин (провитамин А) и ликопен се намират в култури, които се опрашват от насекоми. Не е известно до каква степен тези растения, включително червени, оранжеви и жълти зеленчуци и плодове, могат да се възпроизвеждат без опрашване, но експериментите показват директно 43% увеличение на добива поради естественото опрашване. Витамин А е един от най-важните елементи за организма и неговият дефицит причинява до 500 хиляди случая на необратима слепота при деца по света всяка година. Диетите с високо съдържание на каротеноиди са полезни за хора, склонни към рак; При лабораторни тестове ликопенът е показал способността си да забавя растежа на тумора. Повечето витамин Е се намират и в растения, които изискват опрашване.
Изчерпване на почвите, замърсяване на въздуха и. \ Tизчезването на пчелите е само последиците от неграмотното отношение на човечеството към голяма, но толкова крехка и уязвима планета. Хората, растенията, животните, земята и въздухът са неразривно свързани и всяка безотговорна стъпка на човек може да се превърне в истинска трагедия за целия свят. Учените вероятно ще могат да възстановят хранителната стойност на плодовете, зеленчуците и зърнените култури, но това не е единствената посока на развитие на нашата планета. Необходимо е да се намалят емисиите на въглероден диоксид, да се намали натоварването на почвата и да се погрижи за животинския свят, като се предотврати изчезването на цели видове.