Voors en tegens van koolstofdioxide
Kooldioxide helpt de groei. Verviervoudiging van het CO₂-gehalte - tot 0,12%
De resultaten van vele jaren van experimenten lieten zien: met een teveel aan koolstofdioxide beginnen de bladeren van de bomen het meer te absorberen. Maar op hetzelfde moment gebruiken de bomen het niet voor hun eigen ontwikkeling, maar eenvoudigweg "drijf het door zichzelf heen", en markeer het opnieuw door de wortels. Wanneer het gehalte aan CO2 in de bodem meer dan 1,5% is, beginnen de wortels te stikken. Het bleek dat ze veel belangrijker zuurstof zijn.
fotosyntheseis een proces dat door planten, algen en sommige bacteriën wordt gebruikt om energie uit zonlicht te halen en deze om te zetten in organische stoffen die nodig zijn voor hun leven.
Er zijn twee soorten fotosyntheseprocessen:Zuurstof fotosynthese en anoxygene fotosynthese. Anoxygene fotosynthese is een proces dat plaatsvindt in bacteriën. Het produceert geen zuurstof. Zuurstoffotosynthese komt het meest voor en wordt waargenomen in planten, algen en cyanobacteriën. Tijdens zuurstofrijke fotosynthese brengt lichtenergie elektronen over van water (H₂O) naar koolstofdioxide (CO₂), wat resulteert in de vorming van koolhydraten. Tijdens deze overdracht wordt CO₂ ‘gereduceerd’ of krijgt het elektronen, en wordt water ‘geoxideerd’ of verliest het elektronen. Fotosynthese produceert suikers en zuurstof.
Fotosynthese verloopt in twee fasen. De eerste heet het licht, het tweede - donker. De lichte fase van fotosynthese stelt je in staat om licht energie direct om te zetten in chemische energie als gevolg van zonlicht. Ongeveer 15 seconden nadat de plant kooldioxide heeft geabsorbeerd, treedt een donkere synthesereactie op en verschijnen de eerste producten van fotosynthese - suiker: trio's, pentosen, hexosen en heptoses. Van bepaalde hexosen worden sucrose en zetmeel gevormd. Naast koolhydraten kunnen lipiden en eiwitten ook worden ontwikkeld door binding aan het stikstofmolecuul.
De lichte fase vindt plaats op de membranen van de thylakoïden van de chloroplast, en de donkere fase vindt plaats in het stroma van de chloroplast.
Maar de onomkeerbare processen die dit veroorzakenDe toename van het kooldioxidegehalte in de lucht is al begonnen. Uit een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature in 2014 blijkt dat rijst die wordt geteeld in omgevingen met een hoog koolstofdioxidegehalte lagere hoeveelheden belangrijke voedingsstoffen bevat. De potentiële gevolgen voor de gezondheid zijn aanzienlijk, aangezien miljarden mensen over de hele wereld al niet genoeg eiwitten, vitamines en andere voedingsstoffen binnenkrijgen via hun dagelijkse voeding.
Dr. Zisk, plantenfysioloog bij het ministerieUSDA en zijn collega's creëerden experimentele rijstvelden in China en Japan met verhoogde concentraties kooldioxide, wat wetenschappers over 100 jaar verwachten. De onderzoekers concentreerden zich op rijst omdat rijst de belangrijkste voedselbron is voor 2 miljard mensen wereldwijd. De 18 rijstvariëteiten die werden verbouwd en geoogst, op enkele uitzonderingen na, bevatten aanzienlijk minder eiwitten, ijzer en zink dan de rijst die tegenwoordig wordt verbouwd. Bij alle rassen was de hoeveelheid vitamine B1, B2, B5 en B9 sterk gedaald, maar ze bevatten wel meer vitamine E.
Het proces van fotosynthese in planten omvateen reeks stadia en reacties die afhankelijk zijn van zonne-energie, water en koolstofdioxide. CO₂ dient als een bron van koolstof, het gaat het proces van fotosynthese in in een reeks van reacties, koolstofstapelingsstappen genoemd (ook bekend als dark phase-reacties). Deze reacties volgen de stadia van energieconversie (of lichtreacties), die zonne-energie omzetten in chemische energie in de vorm van ATP- en NADP-moleculen, die energie leveren voor het starten van koolstoffixatiefasen.
Koolstofdioxide komt in de meeste planten terecht.door de poriën (huidmondjes) op het oppervlak van bladeren of stelen. Bij fotosynthetiserende algen en cyanobacteriën wordt CO₂ geabsorbeerd uit het omringende water. Eenmaal in de fotosynthetische cel is CO₂ "gefixeerd" met het organische molecuul met behulp van een enzym. In veel plantensoorten wordt deze eerste reactie gekatalyseerd door het enzym Rubisco, het meest voorkomende enzym ter wereld.
In een reeks reacties genaamd de Calvijn-cyclus,Het koolstofbevattende molecuul dat resulteert uit deze eerste fixatiereactie wordt omgezet in verschillende verbindingen met behulp van energie uit ATP en NADP. Producten van de Calvin-cyclus omvatten eenvoudige suiker, die vervolgens wordt omgezet in koolhydraten - dit is glucose, sucrose en zetmeel. Ze dienen als belangrijke energiebronnen voor de plant. De cyclus regenereert ook de moleculen van het bronreagens, waarmee in de volgende fase van de cyclus meer koolstofdioxide zal worden geassocieerd.
Pijpen werden op het experimentele veld geïnstalleerd.die kooldioxide uitstoten in kleine open lucht gebieden (in plaats van het testen van gewassen in gesloten kassen) om toekomstige reële omstandigheden te simuleren. In planten die onderhevig zijn aan de zogenaamde Calvin-cyclus, inclusief rijst en tarwe, kan het verhogen van de kooldioxideconcentratie de productie van meer koolhydraten stimuleren die het voedingsgehalte beïnvloeden. Maar wetenschappers proberen nog steeds te begrijpen waarom sommige verbindingen, zoals vitamine B, afhankelijk zijn van veranderingen in de lucht, terwijl andere dat niet doen, of waarom sommige rijstvariëteiten een dramatischere afname van vitamine B-waarden hebben dan andere.
incut
Na een reeks studies op dit gebied, wetenschapperszal zich bezighouden met het creëren van genetisch gemodificeerde gewasvariëteiten die het grootste deel van hun voedingswaarde zullen behouden in het licht van toenemende concentraties van koolstofdioxide. Maar het kan ongelooflijk moeilijk zijn, aangezien alle geteste rijstvariëteiten een significante afname in vitamine B-niveaus vertoonden, merkt Dr. Zisk op.
Een andere mogelijke oplossing is het terugdringen van de antropogene vervuilinghoeveelheden CO2-uitstoot. Momenteel ligt het CO₂-niveau in de atmosfeer gemiddeld rond de 410 ppm (ongeveer 0,04%), vergeleken met 350 ppm in de jaren tachtig. Dit patroon is vooral te wijten aan de verbranding van fossiele brandstoffen.
De gemiddelde afname in graaneiwit met toegenomenvergeleken met de omliggende CO₂ voor 18 gecultiveerde paddy-lijnen met contrasterende genetische achtergrond gegroeid in China en Japan met behulp van FACE-technologie.
De gemiddelde afname van de concentratie van sporenelementen ingraan, ijzer (Fe) en zink (Zn) met verhoogd CO₂ voor 18 gekweekte rijstlijnen met contrasterende genetische oorsprong, gekweekt in China en Japan met behulp van FACE-technologie.
Nutteloze groenten
Fruit en groenten die tientallen jaren geleden zijn gegroeid, doorDe verzekeringen van wetenschappers waren rijker aan vitamines en mineralen dan de variëteiten die we momenteel eten. De belangrijkste oorzaak van deze alarmerende trend in onze voeding was bodemuitputting: moderne agressieve methoden om maximale landbouwvoordelen te bereiken leidden tot een catastrofale afname van de hoeveelheid voedingsstoffen in de bodem. Helaas wordt elke volgende generatie van snelgroeiende, mooie, ongediertebestendige wortelen zelfs minder bruikbaar dan de vorige.
Donald Davis en zijn team uit TexasDe universiteit onderzocht de voedingsgegevens van USDA voor 1950 en 1999 voor 43 verschillende groenten en fruit en ontdekte een “echte afname” van eiwitten, calcium, fosfor, ijzer, riboflavine (vitamine B2) en vitamine C in de afgelopen halve eeuw. Davis schrijft deze vermindering van het nutriëntengehalte toe aan het feit dat de moderne landbouw gericht is op het verbeteren van de kwaliteitskenmerken (grootte, groeisnelheid, resistentie tegen plagen) van het resulterende gewas.
Biologische Consumentenbondvergeleek verschillende onderzoeken met vergelijkbare resultaten: uit een analyse van gegevens over voedingsstoffen door het Kushi Instituut van 1975 tot 1997 bleek dat het gemiddelde calciumgehalte in 12 verse groenten met 27% daalde, het ijzergehalte met 37% en het vitamine A-gehalte met 21%, en het vitamine C-gehalte met 30%. En voedingsgegevens uit de periode 1930 tot 1980, gepubliceerd in de British Food Journal, lieten zien dat het gemiddelde calciumgehalte van 20 groenten in die tijd met 19%, ijzer met 22% en kalium met 14% daalde. Het blijkt dat moderne mensen acht sinaasappels per dag moeten eten om dezelfde hoeveelheid vitamine A en C binnen te krijgen als onze grootouders uit slechts één vrucht zouden hebben gehaald.
Bedreigde bijen
Wetenschappers zijn ook gealarmeerd door de daling van het aantalbestuivers. Ongeveer 74% van alle wereldwijd geproduceerde vetten zijn aanwezig in oliën van planten die afhankelijk zijn van bestuiving door insecten. Deze planten dienen ook als belangrijke bronnen van in vet oplosbare vitamines. Van de in water oplosbare vitaminen is 98% van de vitamine C afkomstig van bestoven planten, citrusvruchten en ander fruit en groenten. Hoewel scheurbuik als gevolg van C-tekort nu zeldzaam is, is de belangrijke rol ervan, samen met E en bèta-caroteen, in de moderne realiteit op geen enkele manier verminderd. In water oplosbare B-vitamines zijn rijk aan zetmeelrijke graangewassen, die gedijen ongeacht het tekort aan bestuivers. De meeste van deze voedingsstoffen gaan echter verloren wanneer volkoren granen worden verwerkt tot bijvoorbeeld witte rijst of witte bloem. Terwijl de VS dit tekort hebben gecorrigeerd door volkorenmeel, bruine rijst en ander ongeraffineerd voedsel te introduceren, heeft tweederde van de wereldbevolking geen toegang tot verrijkte granen.
Sinds het begin van de jaren 2000 hebben imkers massaal gerapporteerddood van honingbijen. Volwassen bijen verdwenen in de regel zonder een spoor achter te laten en keerden niet terug naar de bijenkorven. Deze gevallen trokken publieke aandacht en geruchten over verschillende oorzaken van het fenomeen varieerden van klimaatverandering tot radioactieve signalen van mobiele telefoons en genetisch gemodificeerde gewassen.
Een groot onderzoeksteam ontdekte: hoewel een Israëlisch paralytic bee-virus werd gedetecteerd in de bijen, kon het zo'n catastrofale uitroeiing niet veroorzaken. Het aantal bijen neemt de laatste jaren snel af. Sommigen van hen zijn in 2017 toegevoegd aan de bedreigde lijst (zeven soorten Hawaïaanse bijen) en in 2018 (de Bumblebee Bombus affinis).
Elk jaar neemt het aantal bestuivende bijen af en sommige soorten staan op de rand van uitsterven.
Intensief gebruik van bekende bestrijdingsmiddelenals neonicotinoïden (een relatief nieuwe klasse van insecticiden die het centrale zenuwstelsel van insecten beïnvloeden, leidend tot verlamming en de dood), speelden een belangrijke rol bij het verminderen van de populatie van bijen. Wanneer bijen worden blootgesteld aan neonicotinoïden, hebben ze een sterk effect op het zenuwstelsel (zoiets als de Alzheimer-versie voor insecten) en lijden ze aan ernstige desoriëntatie.
Samen met pesticiden, parasieten bekend alsVarrao-mijten zijn ook verantwoordelijk voor de massale dood van bijen. Varrao kan alleen in de bijenkolonie broeden. Deze bloedzuigende parasieten hebben evenveel invloed op zowel volwassenen als jonge bijen. De ziekte veroorzaakt door deze mijten kan ertoe leiden dat de bijen benen of vleugels verliezen, langzaam en pijnlijk sterven.
Volkoren granen zijn een belangrijk natuurlijk productbron van B-vitamines, vooral foliumzuur. De behoefte aan foliumzuur neemt toe tijdens de zwangerschap om foetale neurale buisdefecten te voorkomen. Meer dan 70% van vitamine A en 98% van elk van de carotenoïden, cryptoxanthine (provitamine A) en lycopeen worden aangetroffen in gewassen die worden bestoven door insecten. Het is onbekend in hoeverre deze planten, waaronder rode, oranje en gele groenten en fruit, zich kunnen voortplanten zonder bestuiving, maar experimenten hebben een directe opbrengststijging van 43% aangetoond als gevolg van natuurlijke bestuiving. Vitamine A is een van de meest essentiële elementen voor het lichaam, en het tekort ervan veroorzaakt jaarlijks tot 500.000 gevallen van onomkeerbare blindheid bij kinderen over de hele wereld. Diëten met veel carotenoïden zijn gunstig voor mensen die vatbaar zijn voor kanker; Uit laboratoriumtests is gebleken dat lycopeen in staat is de tumorgroei te vertragen. De meeste vitamine E wordt ook aangetroffen in planten die bestuiving nodig hebben.
Bodemuitputting, luchtvervuiling enhet uitsterven van bijen is alleen de consequentie van de ongeletterde houding van de mensheid tegenover een grote, maar zo fragiele en kwetsbare planeet. Mensen, planten, dieren, land en lucht zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, en elke onverantwoordelijke stap van een persoon kan een echte tragedie worden voor de hele wereld. Wetenschappers zullen waarschijnlijk in staat zijn om de voedingswaarde van fruit, groenten en granen te herstellen, maar dit is niet de enige richting van ontwikkeling van onze planeet. Het is noodzakelijk om de uitstoot van koolstofdioxide te verminderen, de belasting van de bodem te verlichten en voor de dierenwereld te zorgen, waarbij het uitsterven van hele soorten wordt voorkomen.