Як більше вуглекислого газу може зробити їжу менш поживною

Вуглекислий газ допомагає рослинам рости. Але нове дослідження показує, що рис, вирощений у більш високих рівнях вуглекислого газу, має меншу кількість кількох важливих поживних речовин.

ВАШИНГТОН - Коли вчені хочуть з'ясувати, як зміна клімату може порушити продовольство у світі, вони часто досліджують, як підвищення температури може змінити сезони зростання або як частіші посухи можуть завдати шкоди врожаю.

Проте в останні роки дослідники почали розуміти, що надлишок вуглекислого газу, який людство закачує в атмосферу, не просто зігріває планету, він також робить деякі найважливіші культури менш поживними, змінюючи їх хімічний склад і розбавляючи вітаміни і мінерали.

Зараз нове дослідження показало, що рис, що зазнає підвищеного рівня вуглекислого газу, містить меншу кількість кількох важливих поживних речовин.

Потенційні наслідки для здоров’я великі, враховуючи те, що по всьому світу вже є мільярди людей, які не отримують достатньої кількості білка, вітамінів та інших поживних речовин у своєму щоденному раціоні.

"Коли ми вивчаємо продовольчу безпеку, ми часто зосереджуємося на тому, як зміна клімату може вплинути на виробництво сільськогосподарських культур", - сказав Льюїс Х. Зіска, фізіолог рослин із Міністерства сільського господарства США та співавтор нового дослідження. "Але якість цих сільськогосподарських культур та їх харчовий вміст можуть бути настільки ж важливими, і це не завжди ретельно перевіряло, на що воно заслуговує".

У дослідженні, опублікованому в середу в Science Advances, доктор Зіска та його колеги піддали експериментальні рисові поля в Китаї та Японії тим самим підвищеним рівням вуглекислого газу, які, як очікується, відбудуться у всьому світі в кінці цього століття в результаті спалення викопного палива та інші види діяльності людини.

Більшість із 18 сортів рису, які вирощували та збирали, містили значно менше білка, заліза та цинку, ніж рис, який вирощується сьогодні. У всіх сортах рису спостерігалося різке зниження вмісту вітамінів В1, В2, В5 і В9, хоча вони містили більш високий рівень вітаміну Е.

Дослідники зосередились на рису, оскільки понад 2 мільярди людей у всьому світі покладаються на нього як на основне джерело їжі.

Для людей у багатих країнах, які насолоджуються різноманітним, здоровим харчуванням, може не мати великого значення, якщо рис стане менш поживним у наступні роки. "Але в такій країні, як Бангладеш, рис забезпечує 70 відсотків калорій, і немає багато інших можливостей отримати ці поживні речовини", - сказала Крістіті Л. Ебі, професор громадського здоров'я в Університеті Вашингтона і співробітник -автор дослідження.

Ця найновіша стаття спирається на велике дослідження, опубліковане в Nature у 2014 році, і виявило, що підвищений рівень вуглекислого газу зменшує кількість цинку та заліза, що містяться в пшениці, рисі, польовому горосі та сої. В обох дослідженнях дослідники встановлювали труби, які викидали вуглекислий газ на невеликі ділянки під відкритим небом - замість того, щоб просто випробовувати посіви в закритих теплицях - для імітації майбутніх реальних умов.

Висновок, що надмірний діоксид вуглецю може зробити культури поживними менш поживними, може здатися протирічним. Зрештою, рослини покладаються на вуглекислий газ як інгредієнт для фотосинтезу, тому, схоже, більше СО2 має бути корисним, допомагаючи їм рости. Але те, що вчені також виявили, полягає в тому, що хімічний склад рослини залежить від балансу вуглекислого газу, який він надходить із повітря, та поживних речовин, які вона поглинає з ґрунту. Порушить цей баланс, і рослина може змінитися несподіваними способами.

У таких рослинах, як рис і пшениця, які проходять так званий фотосинтез С3, вищий рівень вуглекислого газу може стимулювати рослини до утворення більшої кількості вуглеводів, які розріджують деякі поживні компоненти. Але вчені все ще намагаються зрозуміти, чому деякі сполуки, такі як вітамін B, розбавляються, а інші ні, або чому деякі сорти рису спостерігають різкіші зниження рівня вітаміну B, ніж інші.

Подальшими дослідженнями вчені можуть спробувати виростити або генетично розробити нові сорти сільськогосподарських культур, які зберігають значну частину своєї харчової цінності в умовах зростання вуглекислого газу. Але це може виявитися складним завданням, сказав д-р Зіска, враховуючи, що всі випробувані рисові лінії в їх дослідженні продемонстрували значне зниження рівня вітаміну В.

"Ми досі не розуміємо, чому деякі генотипи рослин виявляють більшу реакцію на більш високі рівні вуглекислого газу", - сказав Ендрю Лікі, біолог з рослинництва в Університеті Іллінойсу, який не брав участі в останньому дослідженні. "І це важливо, якщо ми хочемо перейти від розуміння проблеми до її вирішення".