Schimbarea climatului ar putea înrăutăți nutriția alimentelor

O farfurie plină cu hrană din plante s-ar putea să nu ofere aceeași hrană spre sfârșitul acestui secol ca și astăzi. Schimbările climatice ar putea reduce conținutul de minerale și proteine ​​al grâului, al orezului și al altor culturi de bază, sugerează tot mai multe dovezi.

Seleniul, un oligoelement esențial pentru sănătatea umană, este deja insuficient în dietele pentru una din șapte persoane din întreaga lume. Studiile leagă un nivel scăzut de seleniu cu probleme precum sistemul imunitar slab și declinul cognitiv. Și în locurile extrem de înfometate de seleniu din China, oasele copiilor nu ajung la dimensiunea sau forma normală. Acest element vital ar putea deveni mai rar în solurile din marile regiuni agricole pe măsură ce schimbările climatice, a anunțat online un grup internațional de cercetare pe 21 februarie. Proceedings of the National Academy of Sciences.

De asemenea, deficiențele de zinc și fier ar putea crește pe măsură ce micronutrienții se scad în culturile majore din întreaga lume, au avertizat colegii de la Universitatea Harvard Samuel Myers și Peter Huybers și colaboratorii într-o lucrare publicată online pe 6 ianuarie în Revizuirea anuală a sănătății publice. Experimentele de câmp futuriste pe grâu și alte culturi majore prevăd că mai mulți oameni vor cădea în deficite nutriționale la sfârșitul acestui secol din cauza scăderilor conținutului de proteine, a raportat Myers pe 16 februarie la reuniunea privind Clima și Sănătatea organizată la Atlanta.

„Dacă ne-am fi așezat acum 10 ani și am fi încercat să ne gândim care ar putea fi efectele emisiilor antropice de dioxid de carbon asupra sănătății umane, niciunul dintre noi nu ar fi anticipat că un efect ar fi acela de a face mâncarea mai puțin hrănitoare”, a spus Myers. „Dar nu putem perturba și reconfigura în mod fundamental majoritatea sistemelor naturale din jurul planetei noastre fără a întâmpina consecințe nedorite.”

Înțelegerea acelor consecințe neintenționate asupra nutrienților nu este ușor. Pentru seleniu, oamenii de știință au doar o idee aproximativă despre mișcările globale ale elementului. Nu este clar ce proporții se erodează din roci sau care se umflă pe uscat din mare, spune biogeochimistul Lenny Winkel de la ETH Zurich și grupul elvețian de cercetare acvatică Eawag din Dübendorf. Ea a fost investigatorul principal pentru proiectul seleniu în sol în nou Proceduri hârtie. Din câte știe ea, prezintă prima privire globală asupra concentrațiilor de seleniu din sol și a factorilor de bază care influențează ceea ce este acolo. Această scară, spune ea, a fost „un pic îndrăzneață”.

Pornind de la mai mult de 33.000 de puncte de date din alte surse, Winkel și colegii au realizat o hartă a concentrațiilor de seleniu din solurile de pe o mare parte a globului. Clima a apărut ca unul dintre cei mai importanți predictori ai conținutului de seleniu din sol, o legătură care nu a apărut în studiile mici. Locurile în care clima transformă pământul arid au în general seleniu mai scăzut, dar și caracterul solului contează. Locurile cu carbon organic ridicat, ca într-o pădure bogată în frunze căzute, precum și locurile cu argilă abundentă, tind să rețină mai bine seleniul.

Povestea continuă după hartă

Până la sfârșitul secolului, aproximativ două treimi din terenurile agricole intens cultivate ar pierde probabil seleniu într-un scenariu intermediar al schimbărilor climatice, concluzionează Winkel și colegii. Cu o încălzire medie estimată la sfârșitul secolului de 2,2 grade Celsius comparativ cu 1986 până în 2005, seleniul scade în regiunile din coșul de pâine din studiu cu o medie de 8,7 la sută. Doar 19% din terenurile cultivate par să câștige seleniu.

Noua hartă „este îngrijorătoare”, spune fiziologul vegetal Philip White de la Institutul James Hutton din Invergowrie, Scoția. White, care studiază plantele agricole, a publicat despre seleniu, dar nu a făcut parte din noul studiu. Ca regulă generală, spune el, concentrațiile naturale de seleniu din sol „sunt direct legate de seleniul disponibil în plante”.

Aceasta poate fi o regulă de bază. Dar Winkel spune că pentru a rafina predicțiile, oamenii de știință trebuie să ia în considerare modul în care speciile de plante variază în acumularea de seleniu în țesuturile lor. Nucile braziliene, de exemplu, acumulează atât de mult seleniu încât fanii extremi și persistenti pot dezvolta semne de supradozare. Un semn de exces: respirația de usturoi, altfel inexplicabilă.

Excesul poate fi o problemă, deoarece intervalele sănătoase de seleniu sunt înguste. „Poți obține rapid prea mult sau prea puțin”, spune Winkel. Această problemă Goldilocks complică planificarea a ceea ce trebuie făcut în cazul penuriei: ceea ce stimulează sănătatea în rândul celor săraci în nutrienți ar putea să nu fie atât de bun pentru persoanele bine hrănite cu surse variate de seleniu.

Concentrațiile de zinc și fier din culturi, de asemenea, se vor schimba probabil odată cu schimbările climatice, au raportat Myers și colegii. Natură în 2014. Ei au analizat mostre de recoltă dintr-un total de 41 de soiuri cultivate de culturi majore (grâu, orez, mazăre de câmp, soia, porumb și sorg) cultivate cu protocolul experimental costisitor și elaborat cunoscut sub numele de FACE, pentru CO Free-Air.2 Îmbogăţire. În Australia, Japonia și Statele Unite, culturile de testare au crescut în câmpuri în aer liber în cercuri futuriste Stonehenge de conducte subțiri care suflau dioxid de carbon suplimentar pentru a imita atmosferele de la mijlocul până la sfârșitul secolului. Siturile au variat, dar la acea vreme, cercetătorii și-au raportat CO de referință2 ca 363 până la 386 părți pe milion și și-au împins țevile pentru a livra 546 până la 586 ppm.

Povestea continuă după grafic

Pe baza mostrelor din aceste experimente îndepărtate, cercetătorii au descoperit că concentrațiile de fier din grâu au scăzut în medie cu 5%. Nivelurile de zinc au scăzut cu 9%. Majoritatea celorlalte culturi au prezentat și o tendință spre scădere, deși porumbul și sorgul, care folosesc ceea ce se numește C.4 calea de captare a carbonului, a dat semne de posibilă rezistență.

Apoi Myers a întrebat: „Și ce?”

Să-ți dai seama nu a fost ușor. O sursă vegetală majoră de minerale pentru Etiopia ar putea să nu conteze prea mult pentru Anglia, cu dieta sa bogată în carne. Myers și colegii au creat o bază de date epică cu câte 95 de alimente consumă oamenii în 188 de țări din întreaga lume, apoi au calculat unde scăderea relativ modestă a zincului ar pune oamenii în pericol în viitor. Modificările nutrienților până în 2050 ar împinge cu aproximativ 138 de milioane de oameni în deficiență de zinc, au raportat cercetătorii în 2015. Iar pentru mai mult de 2 miliarde de oameni care au deja deficit de zinc, viitoarele scăderi ale culturilor le-ar putea agrava problemele de sănătate.

Deficitul ar putea fi deosebit de greu pentru femei și copii. Prea puțin zinc crește riscul femeilor însărcinate de naștere prematură și poate condamna copiii la creșterea și creșterea slabă în greutate. Un sistem imunitar robust are nevoie de zinc adecvat, iar specialiștii în sănătate publică dau vina pe 100.000 de decese de copii pe an pe răspunsurile imunitare atât de slăbite de zincul mic încât copiii nu au putut lupta împotriva pneumoniei sau diareei.

De asemenea, animalele ar putea fi nevoite să se confrunte cu schimbările de nutriție a plantelor. Vor exista interacțiuni complexe între CO2, temperatura și apa, pe care încă nu le înțelegem pe deplin, spune Jerry Hatfield. Este fiziolog de plante la Laboratorul Național pentru Agricultură și Mediu al Departamentului de Agricultură al SUA din Ames, Iowa. Unele dintre cele mai bune dovezi de până acum pentru efectele CO2 Îmbunătățirea provine din experimentele FACE în ierburi de pășuni, spune el. Creșterea CO2 a stimulat creșterea rapidă, dar a slăbit capacitatea ierburilor de a absorbi azot. Iarba lipsită de azot nu avea materiile prime pentru conținutul obișnuit de proteine ​​al furajelor pentru animale.

Doar cum creșterea CO2 reduce conținutul de nutrienți rămâne în dezbatere. Ipoteza predominantă a fost că carbonul suplimentar în atmosferă permite plantelor să se înmulțească cu carbohidrați, într-un fel diluând orice nu este un carbohidrat, inclusiv micronutrienții din plante.

Nu este așa, spune fiziologul de plante Arnold Bloom de la Universitatea din California, Davis, un coautor al lucrării din 2014 în Natură. O gamă largă de rezultate experimentale arată că, deși majoritatea nutrienților scad, unii nu și alții chiar cresc. Acest lucru nu se potrivește cu un model general de concentrații scăzute, „diluate”, concentrații ale diferiților necarbohidrați împrăștiați peste tot.

Odată cu scăderea concentrațiilor de nutrienți, s-ar putea părea că oamenii ar putea rezolva problema doar mâncând mai mult. Dar s-ar putea să nu fie mai multe. Studiile timpurii au ridicat speranțe că CO în plus2 ar putea oferi mașinilor de captare a carbonului plantelor materie primă suplimentară pentru exploziile de creștere și randamentele bune. Dar creșterea susținută pare acum evazivă. Experimentele care urmăresc creșterea de-a lungul anilor sugerează că plantele s-ar putea să nu suporte creșteri inițiale, iar previziunile teoretice care includ detalii non-minore precum dăunătorii și sursele de apă nu sunt încurajatoare. Raportul din 2014 al Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice notează că randamentul culturilor este mai probabil să scadă decât să crească, iar agricultura va trebui să se schimbe pentru a încerca să compenseze.

„Cererea globală de alimente crește mai abrupt decât oricând în istoria omenirii”, a spus Myers la Atlanta. În 40 de ani, agricultura va trebui să producă cu 70% mai multă hrană decât în ​​prezent, doar pentru a menține, chiar dacă populația Pământului crește cu câteva miliarde de oameni. Cu toate acestea, în această perioadă de nevoie crescândă, activitățile umane transformă climatul în moduri care ar putea face ca agricultura să devină și mai mult o provocare.