Výhody a nevýhody oxidu uhličitého
Oxid uhličitý pomáha rastu. Zvýšenie obsahu CO₂ štvornásobne – až o 0,12 %.
Výsledky mnohých rokov experimentov ukázali: s nadbytkom oxidu uhličitého ho listy stromov začnú absorbovať viac. Stromy ho však nepoužívajú na svoj vlastný rozvoj, ale jednoducho ho „preháňajú sami“, čím ho opäť zdôrazňujú koreňmi. Keď je obsah CO2 v pôde viac ako 1,5%, korene sa začnú dusiť. Ako sa ukázalo, sú oveľa dôležitejším prebytkom kyslíka.
fotosyntézaje proces, ktorý využívajú rastliny, riasy a niektoré baktérie na odoberanie energie zo slnečného žiarenia a jej premenu na organické látky potrebné pre ich život.
Existujú dva typy fotosyntetických procesov:kyslíková fotosyntéza a anoxygénna fotosyntéza. Anoxygénna fotosyntéza je proces, ktorý sa vyskytuje v baktériách. Neprodukuje kyslík. Kyslíková fotosyntéza je najbežnejšia a pozorujeme ju u rastlín, rias a siníc. Počas kyslíkovej fotosyntézy svetelná energia prenáša elektróny z vody (H₂O) na oxid uhličitý (CO₂), čo vedie k tvorbe uhľohydrátov. Počas tohto prenosu sa CO₂ „redukuje“ alebo získava elektróny a voda sa „oxiduje“ alebo elektróny stráca. Fotosyntéza produkuje cukry a kyslík.
Fotosyntéza prebieha v dvoch fázach. Prvá sa nazýva svetlo, druhá - tmavá. Svetelná fáza fotosyntézy umožňuje priamo premieňať svetelnú energiu na chemickú energiu spôsobenú slnečným svetlom. Asi 15 sekúnd potom, čo rastlina absorbuje oxid uhličitý, dochádza k tmavej reakcii syntézy a objavia sa prvé produkty fotosyntézy - cukor: tria, pentózy, hexózy a heptosy. Z určitých hexóz sa tvoria sacharóza a škrob. Okrem sacharidov môžu byť lipidy a proteíny tiež vyvinuté väzbou na molekulu dusíka.
Svetlá fáza sa vyskytuje na membránach tylakoidov chloroplastu a tmavá fáza sa vyskytuje v stróme chloroplastu.
Ale nezvratné procesy, ktoré spôsobujúzvýšená hladina oxidu uhličitého vo vzduchu už začala. Štúdia publikovaná v časopise Nature v roku 2014 ukazuje, že ryža pestovaná v prostredí s vysokým obsahom oxidu uhličitého obsahuje nižšie množstvo dôležitých živín. Potenciálne zdravotné dôsledky sú významné vzhľadom na to, že miliardy ľudí na celom svete už neprijímajú dostatok bielkovín, vitamínov a iných živín zo svojej každodennej stravy.
Dr. Zisk, fyziológ rastlín na ministerstveUSDA a jeho kolegovia vytvorili experimentálne ryžové polia v Číne a Japonsku so zvýšenými koncentráciami oxidu uhličitého, ktoré vedci očakávajú o 100 rokov. Vedci sa zamerali na ryžu, pretože je primárnym zdrojom potravy pre 2 miliardy ľudí na celom svete. 18 odrôd ryže, ktoré sa pestovali a zbierali, až na malé výnimky, obsahovalo podstatne menej bielkovín, železa a zinku ako dnes pestovaná ryža. Všetky odrody mali prudký pokles hladín vitamínov B1, B2, B5 a B9, no obsahovali viac vitamínu E.
Proces fotosyntézy v rastlinách zahŕňarad etáp a reakcií, ktoré závisia od slnečnej energie, vody a oxidu uhličitého. CO₂ slúži ako zdroj uhlíka, vstupuje do procesu fotosyntézy v sérii reakcií nazývaných kroky fixácie uhlíka (tiež známe ako reakcie v tmavej fáze). Tieto reakcie sledujú fázy konverzie energie (alebo svetelných reakcií), ktoré premieňajú slnečnú energiu na chemickú energiu vo forme ATP a NADP molekúl, čím poskytujú energiu na začatie fáz fixácie uhlíka.
Oxid uhličitý sa dostáva do väčšiny zariadení.cez póry (stomata) na povrchu listov alebo stoniek. Pri fotosyntetizovaní rias a cyanobaktérií sa CO₂ absorbuje z okolitej vody. Akonáhle je vo fotosyntetickej bunke, CO₂ je „fixovaný“ organickou molekulou pomocou enzýmu. V mnohých rastlinných druhoch je táto počiatočná reakcia katalyzovaná enzýmom Rubisco, najhojnejším enzýmom na svete.
V sérii reakcií nazývaných Calvinov cyklus,Molekula obsahujúca uhlík, ktorá je výsledkom tejto prvej fixačnej reakcie, sa premieňa na rôzne zlúčeniny s použitím energie z ATP a NADP. Produkty cyklu Calvin zahŕňajú jednoduchý cukor, ktorý sa následne premieňa na sacharidy - to je glukóza, sacharóza a škrob. Slúžia ako dôležité zdroje energie pre elektráreň. Cyklus tiež regeneruje molekuly zdrojového činidla, s ktorým bude v ďalšom stupni cyklu asociované viac oxidu uhličitého.
Potrubie bolo inštalované na experimentálnom poli.ktoré emitovali oxid uhličitý do malých otvorených oblastí (namiesto jednoduchého testovania plodín v uzavretých skleníkoch) na simuláciu budúcich podmienok v reálnom svete. V rastlinách, ktoré podliehajú takzvanému kalvinskému cyklu, vrátane ryže a pšenice, môže zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého stimulovať produkciu viacerých sacharidov, ktoré ovplyvňujú obsah živín. Ale vedci sa stále snažia pochopiť, prečo sú niektoré zlúčeniny, ako napríklad vitamín B, závislé od zmien v atmosférickom vzduchu, zatiaľ čo iné nie, alebo prečo niektoré odrody ryže majú dramatickejší pokles hladín vitamínov B ako iné.
incut
Po sérii štúdií v tejto oblasti, vedcibude sa zaoberať vytváraním geneticky modifikovaných odrôd plodín, ktoré si zachovajú väčšinu svojej nutričnej hodnoty vzhľadom na zvyšujúce sa koncentrácie oxidu uhličitého. Môže to však byť neuveriteľne ťažké, pretože všetky testované odrody ryže vykazujú významný pokles hladín vitamínu B, poznamenáva Dr. Zisk.
Ďalším možným riešením je zníženie antropogénneho znečisteniaobjem emisií oxidu uhličitého. V súčasnosti je priemerná úroveň atmosférického CO₂ okolo 410 ppm (približne 0,04 %), oproti 350 ppm v 80. rokoch. Tento model je spôsobený najmä spaľovaním fosílnych palív.
Priemerný pokles bielkovín zrna so zvýšenýmv porovnaní s okolitým CO₂ pre 18 pestovaných ryžových línií s kontrastným genetickým pozadím pestovaných v Číne a Japonsku pomocou technológie FACE.
Priemerný pokles koncentrácie stopových prvkov vzrno, železo (Fe) a zinok (Zn) so zvýšeným obsahom CO₂ pre 18 kultivovaných ryžových línií kontrastného genetického pôvodu, pestovaných v Číne a Japonsku s použitím technológie FACE.
Zbytočná zelenina
Ovocie a zelenina pred desiatkami rokov rástliZáruky vedcov boli bohatšie na vitamíny a minerály ako na odrody, ktoré v súčasnosti konzumujeme. Hlavnou príčinou tohto alarmujúceho trendu v našej strave bola deplécia pôdy: moderné agresívne metódy dosahovania maximálneho prínosu v poľnohospodárstve viedli k katastrofickému poklesu množstva živín v pôde. Bohužiaľ, každá ďalšia generácia rýchlo rastúcich, krásnych, škodcov odolných mrkví sa stáva ešte menej užitočnou ako tá predchádzajúca.
Donald Davis a jeho tím z TexasuUniverzita skúmala výživové údaje USDA za roky 1950 a 1999 pre 43 rôznych druhov zeleniny a ovocia a zistila „skutočný pokles“ bielkovín, vápnika, fosforu, železa, riboflavínu (vitamín B2) a vitamínu C za posledné polstoročie. Davis pripisuje toto zníženie obsahu živín skutočnosti, že moderné poľnohospodárstvo je zamerané na zlepšenie kvalitatívnych znakov (veľkosť, rýchlosť rastu, odolnosť voči škodcom) výslednej plodiny.
Združenie ekologických spotrebiteľovporovnalo niekoľko štúdií s podobnými výsledkami: analýza nutričných údajov inštitútu Kushi v rokoch 1975 až 1997 zistila, že priemerná hladina vápnika v 12 čerstvej zelenine sa znížila o 27 %, hladiny železa o 37 % a hladiny vitamínu A o 21 % a hladina vitamínu C o 30 %. A nutričné údaje z rokov 1930 až 1980, publikované v British Food Journal, ukázali, že priemerný obsah vápnika v 20 zeleninách klesol za ten čas o 19 %, železa o 22 % a draslíka o 14 %. Ukazuje sa, že moderní ľudia potrebujú zjesť osem pomarančov denne, aby získali rovnaké množstvo vitamínov A a C, aké by naši starí rodičia získali len z jedného ovocia.
Ohrozené včely
Vedci sú tiež znepokojení poklesomopeľovačov. Asi 74 % všetkých celosvetovo vyrobených tukov je prítomných v olejoch z rastlín závislých od opeľovania hmyzom. Tieto rastliny tiež slúžia ako hlavné zdroje vitamínov rozpustných v tukoch. Z vitamínov rozpustných vo vode 98 % vitamínu C pochádza z opeľovaných rastlín, citrusových plodov a iného ovocia a zeleniny. Hoci skorbut spôsobený nedostatkom C je v súčasnosti zriedkavý, jeho dôležitá úloha, spolu s E a beta-karoténom, sa v modernej realite nijako nezmenšuje. Vo vode rozpustné vitamíny B sú bohaté na škrobové obilniny, ktorým sa darí bez ohľadu na nedostatok opeľovačov. Väčšina týchto živín sa však stratí, keď sa celé zrná spracujú napríklad na bielu ryžu alebo bielu múku. Zatiaľ čo USA tento nedostatok napravili zavedením celozrnnej múky, hnedej ryže a iných nerafinovaných potravín, 2/3 svetovej populácie nemajú prístup k obohateným obilninám.
Od začiatku 2000-tych rokov včelári uviedli masívnesmrti včiel medonosných. Dospelé včely spravidla zmizli bez stopy a nevrátili sa do úľov. Tieto prípady pritiahli pozornosť verejnosti a povesti o rôznych príčinách tohto javu sa pohybovali od zmeny klímy po rádioaktívne signály z mobilných telefónov a geneticky modifikovaných plodín.
Veľký výskumný tím zistil: hoci bol v včelách zistený izraelský paralytický včelí vírus, nemohol spôsobiť takú katastrofickú zánik. Počet včiel v posledných rokoch prudko klesá. Niektoré z nich boli pridané do ohrozeného zoznamu v roku 2017 (sedem druhov havajských včiel) av roku 2018 (čmeliak Bombus affinis).
Každý rok sa počet opelujúcich včiel znižuje a niektoré druhy sú na pokraji vyhynutia.
Intenzívne využívanie známych pesticídovako neonikotinoidy (relatívne nová trieda insekticídov, ktoré ovplyvňujú centrálny nervový systém hmyzu, čo vedie k paralýze a smrti), zohrali dôležitú úlohu pri znižovaní populácie včiel. Keď sú včely vystavené neonikotinoidom, majú silný vplyv na nervový systém (niečo ako Alzheimerova verzia pre hmyz) a trpia vážnou dezorientáciou.
Spolu s pesticídmi, parazity známy akoRoztoči Varrao sú tiež zodpovední za hromadnú smrť včiel. Varrao môže plemeno len v včelárskej kolónii. Tieto parazity s krvným saním rovnako ovplyvňujú dospelých aj mladých včiel. Choroba spôsobená týmito roztočmi môže spôsobiť, že včely stratia nohy alebo krídla, pomaly a bolestivo umierajú.
Celozrnné obilniny sú dôležité prírodnézdrojom vitamínov B, najmä kyseliny listovej. Potreba kyseliny listovej sa počas tehotenstva zvyšuje, aby sa zabránilo defektom neurálnej trubice plodu. Viac ako 70 % vitamínu A a 98 % každého z karotenoidov, kryptoxantín (provitamín A) a lykopén sa nachádza v plodinách, ktoré opeľuje hmyz. Nie je známe, do akej miery sa tieto rastliny, vrátane červenej, oranžovej a žltej zeleniny a ovocia, dokážu rozmnožovať bez opelenia, ale experimenty ukázali priame 43% zvýšenie výnosu v dôsledku prirodzeného opelenia. Vitamín A je jedným z najdôležitejších prvkov pre organizmus a jeho nedostatok spôsobuje ročne až 500 tisíc prípadov nezvratnej slepoty u detí na celom svete. Diéty s vysokým obsahom karotenoidov sú prospešné pre ľudí náchylných na rakovinu; V laboratórnych testoch lykopén preukázal svoju schopnosť spomaliť rast nádoru. Najviac vitamínu E sa nachádza aj v rastlinách, ktoré vyžadujú opelenie.
Deplécia pôdy, znečistenie ovzdušia azánik včiel je len dôsledkom negramotného postoja ľudstva k veľkej, ale tak krehkej a zraniteľnej planéte. Ľudia, rastliny, zvieratá, pôda a vzduch sú neoddeliteľne spojené a každý nezodpovedný krok človeka sa môže zmeniť na skutočnú tragédiu pre celý svet. Vedci budú pravdepodobne schopní obnoviť nutričnú hodnotu ovocia, zeleniny a obilnín, ale to nie je jediný smer vývoja našej planéty. Je potrebné znížiť emisie oxidu uhličitého, znížiť zaťaženie pôdy a postarať sa o svet zvierat, čím sa zabráni zániku celého druhu.