Výhody a nevýhody oxidu uhličitého
Oxid uhličitý napomáhá růstu. Zvýšení obsahu CO₂ čtyřnásobně – až o 0,12 %.
Výsledky mnoha let experimentů ukázaly: s nadbytkem oxidu uhličitého ho listy stromů začnou absorbovat více. Stromy ho však zároveň nepoužívají pro svůj vlastní vývoj, ale jednoduše „projíždějí sami skrze sebe“, což opětovně zvýrazňuje kořeny. Když je obsah CO2 v půdě více než 1,5%, kořeny se začnou dusit. Jak se ukázalo, jsou mnohem důležitější přebytečný kyslík.
Fotosyntézaje proces, který využívají rostliny, řasy a některé bakterie k tomu, aby odebíraly energii ze slunečního záření a přeměňovaly ji na organické látky nezbytné pro jejich život.
Existují dva typy fotosyntetických procesů:kyslíková fotosyntéza a anoxygenní fotosyntéza. Anoxygenní fotosyntéza je proces, který se vyskytuje u bakterií. Neprodukuje kyslík. Nejběžnější je kyslíková fotosyntéza, která je pozorována u rostlin, řas a sinic. Během kyslíkové fotosyntézy přenáší světelná energie elektrony z vody (H₂O) na oxid uhličitý (CO₂), což má za následek tvorbu sacharidů. Během tohoto přenosu se CO₂ „redukuje“ nebo získává elektrony a voda „oxiduje“ nebo ztrácí elektrony. Fotosyntéza produkuje cukry a kyslík.
Fotosyntéza probíhá ve dvou fázích. První se nazývá světlo, druhé - tmavé. Světelná fáze fotosyntézy umožňuje přímo přeměnit světelnou energii na chemickou energii vlivem slunečního světla. Asi 15 sekund poté, co rostlina absorbuje oxid uhličitý, dochází k temné syntéze a objevují se první produkty fotosyntézy - cukr: tria, pentózy, hexózy a heptosy. Z určitých hexóz se tvoří sacharóza a škrob. Kromě sacharidů mohou být lipidy a proteiny také vyvíjeny vazbou na molekulu dusíku.
Světlá fáze se vyskytuje na membránách thylakoidů chloroplastu a tmavá fáze se vyskytuje ve stromatu chloroplastu.
Ale nevratné procesy, které způsobujízvýšené hladiny oxidu uhličitého ve vzduchu již začaly. Studie publikovaná v časopise Nature v roce 2014 ukazuje, že rýže pěstovaná v prostředí s vysokým obsahem oxidu uhličitého obsahuje nižší množství důležitých živin. Potenciální zdravotní důsledky jsou značné, vzhledem k tomu, že miliardy lidí na celém světě již nedostávají dostatek bílkovin, vitamínů a dalších živin ze své každodenní stravy.
Dr. Zisk, rostlinný fyziolog na ministerstvuUSDA a jeho kolegové vytvořili experimentální rýžová pole v Číně a Japonsku se zvýšenými koncentracemi oxidu uhličitého, které vědci očekávají za 100 let. Vědci se zaměřili na rýži, protože je primárním zdrojem potravy pro 2 miliardy lidí na celém světě. 18 odrůd rýže, které byly pěstovány a sklizeny, až na výjimky obsahovaly výrazně méně bílkovin, železa a zinku než rýže pěstovaná dnes. Všechny odrůdy měly prudký pokles hladiny vitamínů B1, B2, B5 a B9, ale obsahovaly více vitamínu E.
Proces fotosyntézy v rostlinách zahrnujeřada fází a reakcí, které závisí na sluneční energii, vodě a oxidu uhličitém. CO₂ slouží jako zdroj uhlíku, vstupuje do procesu fotosyntézy v sérii reakcí nazývaných kroky fixace uhlíku (také známé jako reakce temné fáze). Tyto reakce sledují fáze přeměny energie (nebo světelných reakcí), které přeměňují sluneční energii na chemickou energii ve formě molekul ATP a NADP, což poskytuje energii pro zahájení fází fixace uhlíku.
Oxid uhličitý se dostává do většiny rostlin.přes póry (stomata) na povrchu listů nebo stonků. Při fotosyntetizaci řas a sinic se CO₂ absorbuje z okolní vody. Jednou ve fotosyntetické buňce je CO₂ „fixován“ organickou molekulou pomocí enzymu. U mnoha druhů rostlin je tato počáteční reakce katalyzována enzymem Rubisco, nejhojnějším enzymem na světě.
V sérii reakcí zvaných Calvinův cyklus,Molekula obsahující uhlík, která je výsledkem této první fixační reakce, se převádí na různé sloučeniny za použití energie z ATP a NADP. Produkty Calvinova cyklu zahrnují jednoduchý cukr, který je následně přeměněn na uhlohydráty - to je glukóza, sacharóza a škrob. Slouží jako důležité zdroje energie pro závod. Cyklus také regeneruje molekuly zdrojového činidla, se kterým bude v dalším stupni cyklu spojeno více oxidu uhličitého.
Potrubí bylo instalováno na experimentálním poli.které emitovaly oxid uhličitý do malých otevřených ploch (spíše než pouze zkoušení plodin v uzavřených sklenících), aby simulovaly budoucí podmínky v reálném světě. V rostlinách, které podléhají tzv. Kalvinskému cyklu, včetně rýže a pšenice, může zvýšení koncentrace oxidu uhličitého stimulovat produkci více sacharidů, které ovlivňují obsah živin. Vědci se však stále snaží pochopit, proč některé sloučeniny, jako je vitamin B, jsou závislé na změnách atmosférického vzduchu, zatímco jiné ne, nebo proč některé odrůdy rýže mají dramatičtější pokles hladin vitamínu B než jiné.
Boční panel
Po sérii studií v této oblasti vědcise bude podílet na tvorbě geneticky modifikovaných odrůd plodin, které si udrží většinu své nutriční hodnoty vzhledem ke zvyšujícím se koncentracím oxidu uhličitého. Může to však být neuvěřitelně obtížné, protože všechny testované odrůdy rýže vykazovaly významný pokles hladin vitamínu B, poznamenává Dr. Zisk.
Dalším možným řešením je snížení antropogenního znečištěníobjemy emisí oxidu uhličitého. V současné době je průměrná hladina atmosférického CO₂ kolem 410 ppm (přibližně 0,04 %), oproti 350 ppm v 80. letech. Tento vzorec je způsoben hlavně spalováním fosilních paliv.
Průměrný pokles bílkovin zrna se zvýšenýmve srovnání s okolním CO₂ pro 18 pěstovaných rýžových linií kontrastního genetického pozadí pěstovaných v Číně a Japonsku s využitím technologie FACE.
Průměrný pokles koncentrace stopových prvků v%. \ Tzrno, železo (Fe) a zinek (Zn) se zvýšeným obsahem CO₂ pro 18 pěstovaných rýžových linií kontrastního genetického původu, pěstovaných v Číně a Japonsku s využitím technologie FACE.
Nepotřebná zelenina
Ovoce a zelenina rostly před desítkami letZajištění vědců byla bohatší na vitamíny a minerály než na odrůdy, které v současné době konzumujeme. Hlavní příčinou tohoto alarmujícího trendu v naší stravě byla deplece půdy: moderní agresivní metody dosahování maximálních zemědělských přínosů vedly ke katastrofickému poklesu množství živin v půdě. Každá následná generace rychle rostoucí, krásné, škůdce odolné mrkve se bohužel stává méně užitečnou než ta předchozí.
Donald Davis a jeho tým z TexasuUniverzita zkoumala nutriční údaje USDA za roky 1950 a 1999 pro 43 různých druhů zeleniny a ovoce a zjistila „skutečný pokles“ bílkovin, vápníku, fosforu, železa, riboflavinu (vitamín B2) a vitamínu C za poslední půlstoletí. Davis toto snížení obsahu živin připisuje skutečnosti, že moderní zemědělství je zaměřeno na zlepšení kvalitativních znaků (velikost, rychlost růstu, odolnost vůči škůdcům) výsledné plodiny.
Sdružení ekologických spotřebitelůporovnalo několik studií s podobnými výsledky: analýza nutričních dat provedená institutem Kushi z let 1975 až 1997 zjistila, že průměrná hladina vápníku ve 12 čerstvé zelenině se snížila o 27 %, hladiny železa o 37 % a hladiny vitaminu A o 21 % a hladina vitaminu C o 30 %. A nutriční údaje z let 1930 až 1980, publikované v British Food Journal, ukázaly, že průměrný obsah vápníku ve 20 zeleninách se za tu dobu snížil o 19 %, železa o 22 % a draslíku o 14 %. Ukazuje se, že moderní lidé potřebují sníst osm pomerančů denně, aby získali stejné množství vitamínů A a C, jaké by naši prarodiče získali jen z jednoho ovoce.
Ohrožené včely
Vědci jsou také znepokojeni poklesemopylovačů. Asi 74 % všech celosvětově produkovaných tuků je přítomno v olejích z rostlin závislých na opylování hmyzem. Tyto rostliny také slouží jako hlavní zdroje vitamínů rozpustných v tucích. Z vitamínů rozpustných ve vodě pochází 98 % vitamínu C z opylovaných rostlin, citrusových plodů a dalšího ovoce a zeleniny. Ačkoli kurděje způsobené nedostatkem C jsou nyní vzácné, jejich důležitá role, spolu s E a beta-karotenem, není v moderní realitě nijak snižována. Vitamíny skupiny B rozpustné ve vodě jsou bohaté na škrobová zrna, kterým se daří bez ohledu na nedostatek opylovačů. Většina těchto živin se však ztrácí, když se celá zrna zpracují například na bílou rýži nebo bílou mouku. Zatímco USA tento nedostatek napravily zavedením celozrnné mouky, hnědé rýže a dalších nerafinovaných potravin, 2/3 světové populace nemají přístup k obohaceným obilninám.
Od počátku dvacátých let minulého století hlásili včelaři masivnísmrt včel. Dospělé včely zpravidla zmizely beze stopy a nevrátily se do úlů. Tyto případy vzbudily pozornost veřejnosti a pověsti o různých příčinách tohoto fenoménu se pohybovaly od změny klimatu po radioaktivní signály z mobilních telefonů a geneticky modifikovaných plodin.
Velký výzkumný tým zjistil: I když byl v včelách zjištěn izraelský paralytický včelí virus, nemohl způsobit tak katastrofální zánik. Počet včel se v posledních letech rychle snižuje. Některé z nich byly přidány do ohroženého seznamu v roce 2017 (sedm druhů havajských včel) a v roce 2018 (čmelák Bombus affinis).
Každý rok se počet opylujících včel snižuje a některé druhy jsou na pokraji vymírání.
Intenzivní používání známých pesticidůjako neonikotinoidy (relativně nová třída insekticidů, které ovlivňují centrální nervový systém hmyzu, což vede k paralýze a smrti), hrály důležitou roli při snižování populace včel. Když jsou včely vystaveny neonikotinoidům, mají silný vliv na nervový systém (něco jako verze Alzheimerovy choroby pro hmyz) a trpí těžkou dezorientací.
Spolu s pesticidy, paraziti známý jakVarrao roztoči jsou také zodpovědní za masovou smrt včel. Varrao se může rozmnožovat pouze v včelí kolonii. Tyto parazity, kteří sají krev, stejně ovlivňují dospělé i mladé včely. Nemoci způsobené těmito roztoči mohou způsobit, že včely ztratí nohy nebo křídla, pomalu a bolestivě umírají.
Celozrnné obiloviny jsou důležitou přírodní látkouzdroj vitamínů skupiny B, zejména kyseliny listové. Potřeba kyseliny listové se během těhotenství zvyšuje, aby se zabránilo defektům neurální trubice plodu. Více než 70 % vitaminu A a 98 % každého z karotenoidů, kryptoxanthin (provitamin A) a lykopen se nachází v plodinách, které jsou opylovány hmyzem. Není známo, do jaké míry se tyto rostliny, včetně červené, oranžové a žluté zeleniny a ovoce, mohou množit bez opylení, ale experimenty ukázaly přímé 43% zvýšení výnosu v důsledku přirozeného opylení. Vitamin A je pro tělo jedním z nejnutnějších prvků a jeho nedostatek způsobí ročně až 500 tisíc případů nevratné slepoty u dětí na celém světě. Diety s vysokým obsahem karotenoidů jsou prospěšné pro lidi náchylné k rakovině; V laboratorních testech lykopen prokázal svou schopnost zpomalit růst nádoru. Většina vitamínu E se také nachází v rostlinách, které vyžadují opylení.
Deplece půdy, znečištění ovzduší azánik včel je pouze důsledkem negramotného postoje lidstva k velké, ale tak křehké a zranitelné planetě. Lidé, rostliny, zvířata, země a vzduch jsou nerozlučně spjaty a každý nezodpovědný krok člověka se může proměnit ve skutečnou tragédii pro celý svět. Vědci budou pravděpodobně schopni obnovit nutriční hodnotu ovoce, zeleniny a obilovin, ale to není jediný směr vývoje naší planety. Je nutné snížit emise oxidu uhličitého, uvolnit zátěž na půdě a postarat se o svět zvířat, což zabrání zániku celého druhu.