Anglies dioksido privalumai ir trūkumai
Anglies dioksidas skatina augimą. CO₂ kiekio padidėjimas keturis kartus – iki 0,12 proc
Daugelio metų eksperimentų rezultatai parodė: su anglies dioksido pertekliumi medžių lapai pradeda absorbuoti daugiau. Tačiau tuo pačiu metu medžiai jų nenaudoja savo pačių vystymuisi, bet tiesiog „vairuoja per save“, vėl išryškindami jį per šaknis. Kai CO2 kiekis dirvožemyje yra daugiau kaip 1,5%, šaknys pradeda užspringti. Kaip paaiškėjo, jie yra daug svarbesni deguonies perteklius.
Fotosintezėyra procesas, kurį naudoja augalai, dumbliai ir kai kurios bakterijos, kad paimtų energiją iš saulės šviesos ir paverstų ją organinėmis medžiagomis, būtinomis jų gyvenimui.
Yra dviejų tipų fotosintezės procesai:deguonies fotosintezė ir anoksigeninė fotosintezė. Anoksigeninė fotosintezė yra procesas, vykstantis bakterijose. Jis negamina deguonies. Deguonies fotosintezė yra labiausiai paplitusi ir stebima augaluose, dumbliuose ir cianobakterijose. Deguonies fotosintezės metu šviesos energija perkelia elektronus iš vandens (H₂O) į anglies dioksidą (CO₂), todėl susidaro angliavandeniai. Šio perdavimo metu CO₂ „sumažina“ arba įgyja elektronų, o vanduo „oksiduojasi“ arba praranda elektronus. Fotosintezė gamina cukrų ir deguonį.
Fotosintezė vyksta dviem etapais. Pirmasis vadinamas šviesa, antrasis - tamsus. Šviesos fotosintezės fazė leidžia saulės šviesoje tiesiogiai konvertuoti šviesos energiją į cheminę energiją. Maždaug 15 sekundžių po to, kai augalas sugeria anglies dioksidą, atsiranda tamsios sintezės reakcija ir atsiranda pirmieji fotosintezės produktai - cukrus: trios, pentozės, heksozės ir heptozės. Iš tam tikrų heksozių susidaro sacharozė ir krakmolas. Be angliavandenių, lipidai ir baltymai taip pat gali būti vystomi, jungiantis prie azoto molekulės.
Šviesioji fazė atsiranda ant chloroplasto tilakoidų membranų, o tamsioji – chloroplasto stromoje.
Tačiau negrįžtamus procesus, kurie sukeliajau prasidėjo padidėjęs anglies dioksido kiekis ore. 2014 m. žurnale „Nature“ paskelbtas tyrimas rodo, kad ryžiuose, auginamuose daug anglies dvideginio aplinkoje, yra mažesnis svarbių maistinių medžiagų kiekis. Galimos pasekmės sveikatai yra reikšmingos, nes milijardai žmonių visame pasaulyje jau negauna pakankamai baltymų, vitaminų ir kitų maistinių medžiagų iš savo kasdienės mitybos.
Dr. Zisk, ministerijos augalų fiziologasUSDA ir jo kolegos Kinijoje ir Japonijoje sukūrė eksperimentinius ryžių laukus su padidėjusia anglies dioksido koncentracija, kurios mokslininkai tikisi po 100 metų. Tyrėjai daugiausia dėmesio skyrė ryžiams, nes jie yra pagrindinis maisto šaltinis 2 milijardams žmonių visame pasaulyje. 18 veislių ryžių, kurie buvo auginami ir nuskinti, išskyrus kelias išimtis, turėjo žymiai mažiau baltymų, geležies ir cinko nei šiandien auginamuose ryžiuose. Visų veislių vitaminų B1, B2, B5 ir B9 kiekis smarkiai sumažėjo, tačiau vitamino E jose buvo daugiau.
Fotosintezės augaluose procesas apimaetapai ir reakcijos, kurios priklauso nuo saulės energijos, vandens ir anglies dioksido. CO₂ tarnauja kaip anglies šaltinis, į fotosintezės procesą patenka daug reakcijų, vadinamų anglies fiksavimo etapais (taip pat žinomos kaip tamsios fazės reakcijos). Šios reakcijos seka energijos konversijos etapus (arba šviesos reakcijas), kurios saulės energiją paverčia chemine energija ATP ir NADP molekulių pavidalu, suteikdamos energiją anglies fiksavimo etapams.
Anglies dioksidas patenka į daugumą augalų.per poras (stomata) ant lapų ar stiebų paviršiaus. Fotosintezuojančių dumblių ir cianobakterijų atveju CO₂ absorbuojamas iš aplinkinio vandens. Kai fotosintezės ląstelėje, CO₂ yra „fiksuotas“ su organine molekule, naudojant fermentą. Daugelyje augalų rūšių šią pradinę reakciją katalizuoja daugiausiai pasaulyje esantis fermentas Rubisco.
Per keletą reakcijų, vadinamų Calvin ciklu,Ši pirmoji fiksavimo reakcija gauta anglies turinti molekulė paverčiama į įvairius junginius, naudojant energiją iš ATP ir NADP. Calvin ciklo produktai apima paprastą cukrų, kuris vėliau paverčiamas angliavandeniais - tai gliukozė, sacharozė ir krakmolas. Jie yra svarbūs energijos šaltiniai augalui. Ciklas taip pat regeneruoja šaltinio reagento molekules, su kuriomis kitu anglies dioksidu bus susietas kitame ciklo etape.
Vamzdžiai buvo įrengti eksperimentiniame lauke.kuris išmetė anglies dioksidą į mažas lauko zonas (o ne paprasčiausiai tikrindamas pasėlius uždaruose šiltnamiuose), kad imituotų būsimas realijas. Augaluose, kuriems taikomas vadinamasis Kalvino ciklas, įskaitant ryžius ir kviečius, anglies dioksido koncentracijos didinimas gali skatinti daugiau angliavandenių, turinčių įtakos maistinių medžiagų kiekiui. Tačiau mokslininkai vis dar stengiasi suprasti, kodėl kai kurie junginiai, pvz., Vitaminas B, priklauso nuo atmosferos oro pokyčių, o kiti - ne, arba kodėl kai kurios ryžių veislės sumažina vitamino B kiekį nei kiti.
Šoninė juosta
Po keleto tyrimų šioje srityje mokslininkaibus sukurta genetiškai modifikuotų pasėlių veislių, kurios išlaikys didžiausią jų maistinę vertę, didėjant anglies dioksido koncentracijai. Tačiau tai gali būti neįtikėtinai sudėtinga, atsižvelgiant į tai, kad visos išbandytos ryžių veislės žymiai sumažino vitamino B lygį, Dr.
Kitas galimas sprendimas – antropogeninės taršos mažinimasanglies dioksido emisijų kiekiai. Šiuo metu atmosferos CO₂ lygis vidutiniškai yra apie 410 ppm (apie 0,04 %), palyginti su 350 ppm devintajame dešimtmetyje. Šį modelį daugiausia lemia iškastinio kuro deginimas.
Vidutinis grūdų baltymų sumažėjimas padidėjolyginant su aplinkinėmis CO 18 18 auginamų žaliavinių žaliavų linijų, kurios fone yra Kinijoje ir Japonijoje, naudojant FACE technologiją.
Vidutinis mikroelementų koncentracijos sumažėjimasgrūdai, geležis (Fe) ir cinkas (Zn) su padidintu CO₂ 18 auginamų ryžių linijų, kurios turi skirtingą genetinę kilmę, auginamos Kinijoje ir Japonijoje naudojant FACE technologiją.
Nenaudingos daržovės
Vaisiai ir daržovės, išaugintos prieš dešimtmečiusMokslininkų patikinimai buvo turtingesni vitaminais ir mineralais, nei dabar vartojamos veislės. Pagrindinė šios nerimą keliančios tendencijos mūsų mityboje buvo dirvožemio išeikvojimas: šiuolaikiški agresyvūs metodai, kaip pasiekti didžiausią naudą žemės ūkyje, lėmė katastrofišką maistinių medžiagų kiekio žemėje sumažėjimą. Deja, kiekviena paskesnė sparčiai augančių, gražių, kenkėjų atsparių morkų karta tampa dar mažiau naudinga nei ankstesnė.
Donaldas Davisas ir jo komanda iš TeksasoUniversitetas ištyrė USDA 1950 ir 1999 m. 43 skirtingų daržovių ir vaisių mitybos duomenis ir nustatė „realų baltymų, kalcio, fosforo, geležies, riboflavino (vitamino B2) ir vitamino C sumažėjimą per pastarąjį pusę amžiaus. Tokį maistinių medžiagų kiekio sumažėjimą Davis aiškina tuo, kad šiuolaikinis žemės ūkis yra skirtas gerinti gaunamų pasėlių kokybės požymius (dydį, augimo greitį, atsparumą kenkėjams).
Ekologiškų vartotojų asociacijapalygino kelis tyrimus su panašiais rezultatais: Kushi instituto 1975–1997 m. atlikta maistinių medžiagų duomenų analizė parodė, kad vidutinis kalcio kiekis 12 šviežių daržovių sumažėjo 27 %, geležies kiekis sumažėjo 37 %, o vitamino A kiekis sumažėjo 21 % ir vitamino C lygis 30%. O maistinių medžiagų duomenys nuo 1930 iki 1980 m., paskelbti „British Food Journal“, parodė, kad vidutinis kalcio kiekis 20 daržovių per tą laiką sumažėjo 19%, geležies – 22%, o kalio – 14%. Pasirodo, šiuolaikiniai žmonės turi suvalgyti aštuonis apelsinus per dieną, kad gautų tiek pat vitaminų A ir C, kiek mūsų seneliai būtų gavę vos iš vieno vaisiaus.
Nykstančios bitės
Mokslininkai taip pat sunerimę dėl mažėjimoapdulkintojai. Apie 74% visų pasaulyje pagaminamų riebalų yra nuo vabzdžių apdulkinimo priklausomuose augalų aliejuose. Šie augalai taip pat yra pagrindiniai riebaluose tirpių vitaminų šaltiniai. Iš vandenyje tirpių vitaminų 98% vitamino C gaunama iš apdulkintų augalų, citrusinių vaisių ir kitų vaisių bei daržovių. Nors skorbutas dėl C trūkumo dabar yra retas, jo, kartu su E ir beta karotino, vaidmuo šiuolaikinėje realybėje jokiu būdu nesumažėja. Vandenyje tirpiuose B grupės vitaminuose gausu krakmolingų grūdų, kurie klesti nepaisant apdulkintojų trūkumo. Tačiau dauguma šių maistinių medžiagų prarandama, kai nesmulkinti grūdai perdirbami į baltus ryžius arba, pavyzdžiui, baltus miltus. Nors JAV ištaisė šį trūkumą įvesdama viso grūdo miltų, rudųjų ryžių ir kito nerafinuoto maisto, 2/3 pasaulio gyventojų neturi galimybės gauti spirituotų grūdų.
Nuo 2000-ųjų pradžios bitininkai pranešė apie didžiuliusbičių mirtis. Paprastai suaugusieji bitės išnyko be pėdsakų, nesugrįžę į avilius. Šie atvejai atkreipė visuomenės dėmesį, o gandai apie įvairias šio reiškinio priežastis svyravo nuo klimato kaitos iki mobiliųjų telefonų ir genetiškai modifikuotų kultūrų signalų.
Didelė mokslinių tyrimų komanda sužinojo: nors bitėse buvo aptiktas Izraelio paralyžinis bičių virusas, jis negalėjo sukelti tokio katastrofiško išnykimo. Bičių skaičius pastaraisiais metais sparčiai mažėja. Kai kurie iš jų buvo įtraukti į nykstančiųjų sąrašą 2017 m. (Septynios Havajų bitų rūšys) ir 2018 m. (Bumblebee Bombus affinis).
Kiekvienais metais sumažėja apdulkinančių bičių skaičius, o kai kurios rūšys išnyksta.
Intensyvus žinomų pesticidų naudojimaskaip neonikotinoidai (santykinai nauja insekticidų klasė, turinti įtakos vabzdžių centrinei nervų sistemai, sukelianti paralyžius ir mirtį), atliko svarbų vaidmenį mažinant bičių populiaciją. Kai bitės yra veikiamos neonikotinoidais, jos turi stiprų poveikį nervų sistemai (kažką panašaus į Alzheimerio vabzdžių versiją) ir kenčia nuo sunkios dezorientacijos.
Kartu su pesticidais parazitai, žinomi kaipVarrao erkės taip pat yra atsakingos už masinę bičių mirtį. Varrao gali veisti tik bičių kolonijoje. Šie kraujo čiulpti parazitai vienodai veikia tiek suaugusius, tiek jaunąsias bites. Šių erkių sukelta liga gali lėtai ir skausmingai mirti bites praradusi kojas ar sparnus.
Viso grūdo grūdai yra svarbus natūralusB grupės vitaminų, ypač folio rūgšties, šaltinis. Folio rūgšties poreikis nėštumo metu didėja, kad būtų išvengta vaisiaus nervinio vamzdelio defektų. Daugiau nei 70 % vitamino A ir 98 % kiekvieno karotinoidų, kriptoksantino (provitamino A) ir likopeno randama pasėliuose, kuriuos apdulkina vabzdžiai. Nežinoma, kiek šie augalai, įskaitant raudonas, oranžines ir geltonas daržoves bei vaisius, gali daugintis neapdulkindami, tačiau eksperimentai parodė tiesioginį 43% derliaus padidėjimą dėl natūralaus apdulkinimo. Vitaminas A yra vienas iš būtiniausių organizmui elementų, o jo trūkumas kasmet sukelia iki 500 tūkstančių vaikų negrįžtamo aklumo atvejų visame pasaulyje. Daug karotinoidų turinčios dietos yra naudingos žmonėms, linkusiems į vėžį; Laboratoriniais tyrimais nustatyta, kad likopenas gali sulėtinti naviko augimą. Daugiausia vitamino E taip pat yra augaluose, kuriems reikalingas apdulkinimas.
Dirvožemio išeikvojimas, oro tarša irbičių išnykimas yra tik neraštingo žmogaus požiūrio į didelę, bet taip trapią ir pažeidžiamą planetą pasekmės. Žmonės, augalai, gyvūnai, žemė ir oras yra neatskiriamai susiję, ir kiekvienas neatsakingas žmogaus žingsnis gali tapti tikra tragedija visam pasauliui. Mokslininkai greičiausiai sugebės atkurti vaisių, daržovių ir grūdų maistinę vertę, tačiau tai nėra vienintelė mūsų planetos vystymosi kryptis. Būtina mažinti anglies dioksido išmetimą, sumažinti dirvožemio apkrovą ir rūpintis gyvūnų pasauliu, užkertant kelią visai rūšiai.