يؤدي ارتفاع ثاني أكسيد الكربون إلى رداءة جودة الغذاء على الأرض

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

مقال عن أعمال عالم جورجي ، وصل إلى الولايات المتحدة ، بالإضافة إلى الرياضيات ، تناول علم الأحياء. بدأ في ملاحظة التغييرات في حياة النبات اعتمادًا على جودة الهواء والضوء. كان الاستنتاج بيئيًا: نمو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يسرع نمو النباتات ، لكنه يحرمها من المواد المفيدة للإنسان.

إيراكلي لولادزي عالم رياضيات عن طريق التعليم ، لكن في المختبر البيولوجي واجه لغزًا غير حياته كلها. حدث هذا في عام 1998 ، عندما كان Loladze يتلقى الدكتوراه من جامعة أريزونا. أخبر أحد علماء الأحياء لولادزي وستة من طلاب الدراسات العليا الآخرين ، وهم يقفون بجانب عبوات زجاجية تلمع بها طحالب خضراء زاهية ، أن العلماء اكتشفوا شيئًا غامضًا بشأن العوالق الحيوانية.

العوالق الحيوانية هي حيوانات مجهرية تسبح في محيطات وبحيرات العالم. تتغذى على الطحالب ، وهي نباتات صغيرة في الأساس. لقد وجد العلماء أنه من خلال زيادة تدفق الضوء ، من الممكن تسريع نمو الطحالب ، وبالتالي زيادة إمدادات الموارد الغذائية للعوالق الحيوانية ولها تأثير إيجابي على تطورها. لكن آمال العلماء لم تتحقق. عندما بدأ الباحثون في تغطية المزيد من الطحالب ، تسارع نموها حقًا. تحتوي الحيوانات الصغيرة على الكثير من الطعام ، ولكن من المفارقات أنها كانت في مرحلة ما على وشك البقاء على قيد الحياة. كان من المفترض أن تؤدي الزيادة في كمية الطعام إلى تحسين نوعية حياة العوالق الحيوانية ، وفي النهاية تبين أنها مشكلة. كيف يمكن حصول هذا؟

على الرغم من حقيقة أن Loladze درس رسميًا في كلية الرياضيات ، إلا أنه لا يزال يحب علم الأحياء ولا يمكنه التوقف عن التفكير في نتائج بحثه. كان لدى علماء الأحياء فكرة تقريبية عما حدث. تسبب المزيد من الضوء في نمو الطحالب بشكل أسرع ، ولكنه في النهاية قلل من العناصر الغذائية اللازمة لتكاثر العوالق الحيوانية. من خلال تسريع نمو الطحالب ، حوّلها الباحثون أساسًا إلى وجبات سريعة. كانت العوالق الحيوانية تحتوي على المزيد من الطعام ، لكنها أصبحت أقل تغذية ، وبالتالي بدأت الحيوانات في الجوع.

استخدم Loladze خلفيته الرياضية للمساعدة في قياس وشرح الديناميكيات التي تصور اعتماد العوالق الحيوانية على الطحالب. بالتعاون مع زملائه ، طور نموذجًا أظهر العلاقة بين مصدر الغذاء والحيوان الذي يعتمد عليه. قاموا بنشر أول ورقة علمية حول هذا الموضوع في عام 2000. ولكن بصرف النظر عن هذا ، فقد انصب اهتمام Loladze على السؤال الأكثر أهمية في التجربة: إلى أي مدى يمكن أن تذهب هذه المشكلة؟

يتذكر Loladze في مقابلة: "لقد اندهشت من مدى انتشار النتائج". هل يمكن أن يتأثر العشب والأبقار بنفس المشكلة؟ ماذا عن الأرز والناس؟ قال العالم: "كانت اللحظة التي بدأت فيها التفكير في التغذية البشرية نقطة تحول بالنسبة لي".

في العالم خارج المحيط ، لا تكمن المشكلة في أن النباتات تحصل فجأة على مزيد من الضوء: لقد كانت تستهلك المزيد من ثاني أكسيد الكربون لسنوات. كلاهما ضروري لنمو النباتات. وإذا أدى المزيد من الضوء إلى طحالب "وجبات سريعة" سريعة النمو ولكنها أقل تغذية مع نسب غير متوازنة من السكر إلى المغذيات ، فمن المنطقي أن نفترض أن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يكون لها نفس التأثير. ويمكن أن تؤثر على النباتات في جميع أنحاء الكوكب. ماذا يعني هذا بالنسبة للنباتات التي نأكلها؟

العلم ببساطة لم يعرف ما اكتشفه لولادز. نعم ، حقيقة أن مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قد زاد كان معروفًا بالفعل ، لكن العالم اندهش من قلة الأبحاث المكرسة لتأثير هذه الظاهرة على النباتات الصالحة للأكل. على مدار الـ 17 عامًا التالية ، ومواصلة مسيرته في الرياضيات ، درس بعناية المؤلفات العلمية والبيانات التي يمكن أن يجدها. ويبدو أن النتائج تشير إلى اتجاه واحد: كان تأثير الوجبات السريعة التي تعلم عنها في ولاية أريزونا يظهر في الحقول والغابات حول العالم. وأوضح لولادز: "مع استمرار ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون ، فإن كل ورقة وقطعة من العشب على الأرض تنتج المزيد والمزيد من السكريات". "لقد شهدنا أكبر حقن للكربوهيدرات في المحيط الحيوي في التاريخ - حقنة تضعف العناصر الغذائية الأخرى في مواردنا الغذائية."

نشر العالم البيانات التي جمعها قبل بضع سنوات فقط ، وسرعان ما جذبت انتباه مجموعة صغيرة ولكنها معنية من الباحثين الذين أثاروا أسئلة مقلقة حول مستقبل تغذيتنا. هل يمكن أن يكون لثاني أكسيد الكربون تأثير على صحة الإنسان لم ندرسه بعد؟ يبدو أن الإجابة هي نعم ، وبحثًا عن الأدلة ، كان على لولادز وعلماء آخرين طرح الأسئلة العلمية الأكثر إلحاحًا ، بما في ذلك ما يلي: "ما مدى صعوبة إجراء بحث في مجال غير موجود بعد؟"

في البحوث الزراعية ، الأخبار التي تفيد بأن العديد من الأطعمة الهامة أصبحت أقل تغذية ليست جديدة. تظهر قياسات الفاكهة والخضروات أن محتوى المعادن والفيتامينات والبروتين فيها قد انخفض بشكل ملحوظ خلال الخمسين إلى السبعين سنة الماضية. يعتقد الباحثون أن السبب الرئيسي بسيط للغاية: عندما نقوم بتربية واختيار المحاصيل ، فإن أولويتنا القصوى هي زيادة الغلة ، وليس القيمة الغذائية ، في حين أن الأصناف التي تنتج غلات أكثر (سواء كانت بروكلي ، أو طماطم ، أو قمح) تكون أقل تغذية …

في عام 2004 ، وجدت دراسة شاملة للفواكه والخضروات أن كل شيء من البروتين والكالسيوم إلى الحديد وفيتامين ج قد انخفض بشكل ملحوظ في معظم المحاصيل البستانية منذ عام 1950. استنتج المؤلفون أن هذا يرجع أساسًا إلى اختيار الأصناف لمزيد من التكاثر.

يعتقد Loladze ، بصحبة العديد من العلماء الآخرين ، أن هذه ليست النهاية ، وأن الجو نفسه ربما يغير طعامنا. تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون بنفس الطريقة التي يحتاج بها الإنسان إلى الأكسجين. يستمر مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الارتفاع - في نقاش متزايد الاستقطاب حول علم المناخ ، لم يخطر ببال أي شخص أن يجادل في هذه الحقيقة. قبل الثورة الصناعية ، كان تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض حوالي 280 جزء في المليون (جزء في المليون ، المليون وحدة قياس لأي قيم نسبية ، تساوي 1-10-6 من المؤشر الأساسي - محرر).. في العام الماضي ، وصلت هذه القيمة إلى 400 جزء في المليون. يتوقع العلماء أنه في نصف القرن القادم ، من المحتمل أن نصل إلى 550 جزء في المليون ، وهو ضعف ما كان عليه الحال في الهواء عندما بدأ الأمريكيون في استخدام الجرارات لأول مرة في الزراعة.

بالنسبة لأولئك الذين لديهم شغف بتربية النباتات ، قد تبدو هذه الديناميكية إيجابية. علاوة على ذلك ، هكذا اعتاد السياسيون الاختباء وراءهم ، مبررين عدم اكتراثهم بعواقب تغير المناخ. جادل الجمهوري لامار سميث ، رئيس لجنة العلوم بمجلس النواب الأمريكي ، مؤخرًا بأنه لا ينبغي للناس القلق بشأن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون. فهو ، على حد قوله ، مفيد للنبات ، وما هو جيد للنبات فهو خير لنا.

كتب أحد الجمهوريين من ولاية تكساس: "إن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي سيعزز عملية التمثيل الضوئي ، والتي بدورها ستؤدي إلى زيادة معدل نمو النبات". "المنتجات الغذائية ستُنتج بكميات أكبر وستكون جودتها أفضل".

ولكن كما أظهرت تجربة العوالق الحيوانية ، فإن الحجم الأكبر والجودة الأفضل لا يسيران جنبًا إلى جنب دائمًا. على العكس من ذلك ، يمكن إنشاء علاقة عكسية بينهما. إليك كيف يشرح أفضل العلماء هذه الظاهرة: زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون يسرع عملية التمثيل الضوئي ، وهي عملية تساعد النباتات على تحويل ضوء الشمس إلى طعام. ونتيجة لذلك ، فإن نموهم يتسارع ، ولكن في نفس الوقت يبدأون أيضًا في امتصاص المزيد من الكربوهيدرات (مثل الجلوكوز) على حساب العناصر الغذائية الأخرى التي نحتاجها ، مثل البروتين والحديد والزنك.

في عام 2002 ، أثناء مواصلة دراسته في جامعة برينستون بعد الدفاع عن أطروحة الدكتوراه ، نشر لولادز ورقة بحثية قوية في المجلة الرائدة Trends in Ecology and Evolution ، والتي جادلت في أن زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون والتغذية البشرية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتغيرات العالمية في النبات. جودة. في المقال ، اشتكى Loladze من نقص البيانات: من بين آلاف المنشورات عن النباتات وارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون ، وجد واحدًا فقط يركز على تأثير الغاز على توازن المغذيات في الأرز ، وهو محصول يعتمد عليه مليارات البشر محصول. (مقال نُشر عام 1997 يتناول الانخفاض في مستويات الزنك والحديد في الأرز.)

في مقالته ، كان Loladze أول من أظهر تأثير ثاني أكسيد الكربون على جودة النباتات وتغذية الإنسان. ومع ذلك ، أثار العالم أسئلة أكثر مما وجد إجابات ، مجادلًا بحق أنه لا تزال هناك فجوات كثيرة في الدراسة. إذا حدثت تغيرات في القيمة الغذائية على جميع مستويات السلسلة الغذائية ، فيجب دراستها وقياسها.

اتضح أن جزءًا من المشكلة كان في عالم البحث نفسه. للحصول على إجابات ، طلب Loladze المعرفة في مجال الهندسة الزراعية والتغذية وعلم وظائف الأعضاء النبات ، مع النكهة بدقة مع الرياضيات. يمكن التعامل مع الجزء الأخير ، ولكن في ذلك الوقت كان قد بدأ للتو مسيرته العلمية ، ولم تكن أقسام الرياضيات مهتمة بشكل خاص بحل مشاكل الزراعة وصحة الإنسان. كافح Loladze لتأمين التمويل لأبحاث جديدة وفي نفس الوقت استمر في جمع كل البيانات الممكنة التي نشرها بالفعل علماء من جميع أنحاء العالم. ذهب إلى الجزء الأوسط من البلاد ، إلى جامعة نبراسكا - لينكولن ، حيث عُرض عليه منصب مساعد القسم. شاركت الجامعة بنشاط في البحث في مجال الزراعة ، مما أعطى آفاقًا جيدة ، لكن لولادزي كان مجرد مدرس للرياضيات. كما تم شرحه له ، يمكنه الاستمرار في إجراء أبحاثه ، إذا قام هو نفسه بتمويلها. لكنه واصل القتال. في توزيع المنح في قسم علم الأحياء ، تم رفضه بسبب حقيقة أن طلبه يولي اهتمامًا كبيرًا للرياضيات ، وفي قسم الرياضيات - بسبب علم الأحياء.

يتذكر لولادز: "عامًا بعد عام ، أحصل على الرفض بعد الرفض". - كنت يائسة. لا أعتقد أن الناس فهموا أهمية البحث ".

تم ترك هذا السؤال خارج اللوحة ليس فقط في الرياضيات وعلم الأحياء. إن القول بأن الانخفاض في القيمة الغذائية للمحاصيل الأساسية بسبب زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون لم يتم دراسته كثيرًا هو أقل مما ينبغي. هذه الظاهرة ببساطة لا تناقش في الزراعة والصحة والتغذية. على الاطلاق.

عندما اتصل مراسلونا بخبراء التغذية لمناقشة موضوع الدراسة ، تفاجأ جميعهم تقريبًا وسألوا أين يمكنهم العثور على البيانات. أجاب أحد العلماء البارزين من جامعة جونز هوبكنز أن السؤال مثير للاهتمام للغاية ، لكنه اعترف بأنه لا يعرف شيئًا عنه. أحالني إلى أخصائي آخر سمع عنه أيضًا لأول مرة.ساعدتني أكاديمية التغذية وعلم التغذية ، وهي جمعية تضم عددًا كبيرًا من خبراء التغذية ، في التواصل مع خبير التغذية روبن فوروتان ، الذي لم يكن أيضًا على دراية بالدراسة.

كتب فوروتان بعد قراءة بعض الأوراق حول هذا الموضوع: "إنه أمر مثير حقًا ، وأنت على حق ، قلة من الناس يعرفون". وأضافت أيضًا أنها تود استكشاف القضية بشكل أعمق. وهي مهتمة على وجه الخصوص بمدى تأثير الزيادة الطفيفة في كمية الكربوهيدرات في النباتات على صحة الإنسان.

قال فوروتان: "لا نعرف ما الذي يمكن أن ينتهي به التغيير البسيط في محتوى الكربوهيدرات في الطعام" ، مشيرًا إلى أن الاتجاه العام نحو المزيد من النشا وزيادة تناول الكربوهيدرات يبدو أن له علاقة بزيادة الإصابة بالأمراض. ذات الصلة مثل السمنة ومرض السكري. - إلى أي مدى يمكن للتغييرات في السلسلة الغذائية أن تؤثر على ذلك؟ لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين حتى الآن ".

طلبنا من أحد أشهر الخبراء في هذا المجال التعليق على هذه الظاهرة - ماريون نيسل ، الأستاذة بجامعة نيويورك. تتعامل Nesl مع قضايا الثقافة الغذائية والرعاية الصحية. في البداية ، كانت متشككة إلى حد ما في كل شيء ، لكنها وعدت أن تدرس بالتفصيل المعلومات المتاحة عن تغير المناخ ، وبعد ذلك اتخذت موقفًا مختلفًا. وكتبت: "لقد أقنعتني" ، معربة أيضًا عن قلقها. - ليس من الواضح تمامًا ما إذا كان الانخفاض في القيمة الغذائية للأغذية الناجم عن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يؤثر بشكل كبير على صحة الإنسان. نحن بحاجة إلى المزيد من البيانات ".

تدرس كريستي إيبي ، الباحثة في جامعة واشنطن ، الصلة بين تغير المناخ وصحة الإنسان. إنها واحدة من العلماء القلائل في الولايات المتحدة المهتمين بالعواقب الوخيمة المحتملة لتغيير كمية ثاني أكسيد الكربون ، وقد ذكرت ذلك في كل خطاب.

هناك الكثير من الأشياء المجهولة ، إيبي مقتنع. "على سبيل المثال ، كيف تعرف أن الخبز لم يعد يحتوي على المغذيات الدقيقة التي كانت موجودة فيه قبل 20 عامًا؟"

يقول إيبي إن الارتباط بين ثاني أكسيد الكربون والتغذية لم يتضح على الفور للمجتمع العلمي ، على وجه التحديد لأنه استغرق وقتًا طويلاً للنظر بجدية في التفاعل بين المناخ وصحة الإنسان بشكل عام. يقول إبي: "هكذا تبدو الأمور عادةً ، عشية التغيير".

في أعمال Loladze المبكرة ، طُرحت أسئلة جادة ، يصعب العثور على إجابات لها ، لكنها واقعية للغاية. كيف تؤثر زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على نمو النبات؟ ما هو نصيب تأثير ثاني أكسيد الكربون على انخفاض القيمة الغذائية للأغذية بالنسبة إلى حصة العوامل الأخرى ، على سبيل المثال ، ظروف النمو؟

يعد إجراء تجربة على مستوى المزرعة لمعرفة كيفية تأثير ثاني أكسيد الكربون على النباتات مهمة صعبة ولكنها قابلة للتنفيذ. يستخدم الباحثون طريقة تحول المجال إلى مختبر حقيقي. المثال المثالي اليوم هو تجربة تخصيب ثاني أكسيد الكربون بالهواء الحر (FACE). في سياق هذه التجربة ، ابتكر العلماء في الهواء الطلق أجهزة واسعة النطاق ترش ثاني أكسيد الكربون على النباتات في منطقة معينة. أجهزة الاستشعار الصغيرة تراقب مستوى ثاني أكسيد الكربون. عندما يغادر الكثير من ثاني أكسيد الكربون الحقل ، يقوم جهاز خاص برش جرعة جديدة للحفاظ على ثبات المستوى. يمكن للعلماء بعد ذلك مقارنة هذه النباتات مباشرة بتلك التي تزرع في ظل ظروف طبيعية.

أظهرت تجارب مماثلة أن النباتات التي تنمو في ظروف زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون تخضع لتغيرات كبيرة. لذلك ، في مجموعة النباتات C3 ، والتي تضم ما يقرب من 95٪ من نباتات الأرض ، بما في ذلك تلك التي نأكلها (القمح والأرز والشعير والبطاطس) ، كان هناك انخفاض في كمية المعادن المهمة - الكالسيوم والصوديوم والزنك والحديد. وفقًا لتوقعات تفاعل النباتات مع التغيرات في تركيز ثاني أكسيد الكربون ، ستنخفض كمية هذه المعادن في المستقبل القريب بمعدل 8٪. تشير نفس البيانات أيضًا إلى انخفاض ، وأحيانًا مهم جدًا ، في محتوى البروتين في محاصيل C3 - في القمح والأرز بنسبة 6 ٪ و 8 ٪ على التوالي.

في صيف هذا العام ، نشرت مجموعة من العلماء أول عمل جرت فيه محاولات لتقييم تأثير هذه التغييرات على سكان الأرض. النباتات هي مصدر أساسي للبروتين للناس في العالم النامي. يقدر الباحثون أن 150 مليون شخص معرضون لخطر نقص البروتين بحلول عام 2050 ، خاصة في دول مثل الهند وبنغلاديش. وجد العلماء أيضًا أن 138 مليونًا سيكونون في خطر بسبب انخفاض كمية الزنك ، وهو أمر حيوي لصحة الأمهات والأطفال. ويقدرون أن أكثر من مليار أم و 354 مليون طفل يعيشون في بلدان يُتوقع أن تقلل كمية الحديد في طعامهم ، مما قد يؤدي إلى تفاقم الخطر الخطير بالفعل لانتشار فقر الدم على نطاق واسع.

لم يتم تطبيق مثل هذه التوقعات بعد على الولايات المتحدة ، حيث النظام الغذائي لمعظم السكان متنوع ويحتوي على ما يكفي من البروتين. ومع ذلك ، لاحظ الباحثون زيادة في كمية السكر في النباتات ويخشون أنه إذا استمر هذا المعدل ، فسيكون هناك المزيد من مشاكل السمنة والقلب والأوعية الدموية.

تقدم وزارة الزراعة الأمريكية أيضًا مساهمات كبيرة في البحث حول علاقة ثاني أكسيد الكربون بتغذية النبات. كتب لويس زيسكا ، عالم فسيولوجيا النبات في خدمة البحوث الزراعية في بيلتسفيل بولاية ماريلاند ، عددًا من الأوراق الغذائية التي تشرح بالتفصيل بعض الأسئلة التي طرحها Loladze قبل 15 عامًا.

ابتكر Ziska تجربة أبسط لا تتطلب زراعة النباتات. قرر دراسة تغذية النحل.

Goldenrod هي زهرة برية يعتبرها الكثيرون من الأعشاب الضارة ، ولكنها ضرورية للنحل. تزهر في أواخر الصيف وحبوب اللقاح الخاصة بها هي مصدر بروتين مهم لهذه الحشرات خلال فصل الشتاء القاسي. لم يقم الناس مطلقًا بزراعة نباتات ذهبية خاصة أو صنع أصناف جديدة ، لذلك بمرور الوقت لم يتغير كثيرًا ، على عكس الذرة أو القمح. تم تخزين مئات العينات من Goldenrod في الأرشيفات الضخمة لمؤسسة سميثسونيان ، ويعود تاريخ أقدمها إلى عام 1842. سمح هذا لزيسكا وزملائه بتتبع كيف تغير المصنع منذ ذلك الوقت.

وجد الباحثون أنه منذ الثورة الصناعية ، انخفض محتوى البروتين في حبوب اللقاح الذهبية بمقدار الثلث ، ويرتبط هذا الانخفاض ارتباطًا وثيقًا بارتفاع ثاني أكسيد الكربون. لطالما حاول العلماء معرفة أسباب انخفاض أعداد النحل في جميع أنحاء العالم - قد يكون لهذا تأثير سيء على المحاصيل التي يحتاجون إليها للتلقيح. اقترح زيسكا في عمله أن انخفاض البروتين في حبوب اللقاح قبل الشتاء قد يكون سببًا آخر يجعل النحل يجد صعوبة في البقاء على قيد الحياة في الشتاء.

يشعر العالم بالقلق من أن تأثيرات ثاني أكسيد الكربون على النباتات لا تتم دراستها بمعدل كافٍ ، بالنظر إلى أن تغيير الممارسات الزراعية قد يستغرق وقتًا طويلاً. قال زيسكا: "ليست لدينا الفرصة بعد للتدخل والبدء في استخدام الأساليب التقليدية لإصلاح الوضع". "سيستغرق تطبيق نتائج الاختبارات المعملية من 15 إلى 20 عامًا"

كما وجد Loladze وزملاؤه ، يمكن أن تكون الأسئلة الشاملة الجديدة معقدة للغاية. هناك العديد من علماء فسيولوجيا النبات حول العالم الذين يدرسون المحاصيل ، لكنهم يركزون في الغالب على عوامل مثل المحصول ومكافحة الآفات. لا علاقة له بالتغذية. وفقًا لتجربة Loladze ، فإن أقسام الرياضيات ليست مهتمة بشكل خاص بالمنتجات الغذائية كأغراض للبحث. ودراسة النباتات الحية هي عمل طويل ومكلف: سوف يستغرق الأمر عدة سنوات وتمويل جاد للحصول على بيانات كافية أثناء تجربة FACE.

على الرغم من الصعوبات ، يهتم العلماء بشكل متزايد بهذه الأسئلة ، وفي السنوات القليلة القادمة قد يتمكنون من العثور على إجابات لها. Ziska و Loladze ، الذي يدرس الرياضيات في كلية بريان للعلوم الصحية في لينكولن ، نبراسكا ، يعمل مع فريق من العلماء من الصين واليابان وأستراليا والولايات المتحدة على دراسة رئيسية حول تأثيرات ثاني أكسيد الكربون على الخصائص الغذائية الأرز من أهم المحاصيل. بالإضافة إلى ذلك ، يدرسون التغيير في كمية الفيتامينات ، مكونات غذائية مهمة ، والتي لم يتم القيام بها عمليًا حتى الآن.

في الآونة الأخيرة ، أجرى باحثو وزارة الزراعة الأمريكية تجربة أخرى. لمعرفة مدى تأثير مستويات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة على المحاصيل ، أخذوا عينات من الأرز والقمح وفول الصويا من الخمسينيات والستينيات وزرعوها في مناطق نما فيها علماء آخرون نفس الأصناف منذ سنوات عديدة.

في مجال أبحاث وزارة الزراعة الأمريكية في ولاية ماريلاند ، يقوم العلماء بإجراء تجارب على الفلفل الحلو. إنهم يريدون تحديد كيفية تغير كمية فيتامين سي مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. كما أنهم يدرسون القهوة لمعرفة ما إذا كانت كمية الكافيين تنخفض. قال زيسكا أثناء عرضه لمرفق البحث في بيلتسفيل: "لا يزال هناك الكثير من الأسئلة". "هذه ليست سوى البداية."

لويس زيسكا هو جزء من مجموعة صغيرة من العلماء الذين يحاولون تقييم التغييرات ومعرفة كيف ستؤثر على الناس. شخصية رئيسية أخرى في هذه القصة هي صموئيل مايرز ، عالم المناخ في جامعة هارفارد. يترأس مايرز تحالف Planetary Health Alliance. هدف المنظمة هو إعادة دمج علم المناخ والرعاية الصحية. مايرز مقتنع بأن المجتمع العلمي لا يولي اهتمامًا كافيًا للعلاقة بين ثاني أكسيد الكربون والتغذية ، والتي تعد جزءًا فقط من صورة أكبر بكثير لكيفية تأثير هذه التغييرات على النظام البيئي. قال مايرز: "هذا مجرد غيض من فيض". "لقد واجهنا صعوبة في جعل الناس يفهمون عدد الأسئلة التي يجب أن يطرحوها."

في عام 2014 ، نشر مايرز وفريق من العلماء دراسة رئيسية في مجلة Nature بحثت في المحاصيل الرئيسية المزروعة في مواقع متعددة في اليابان وأستراليا والولايات المتحدة. في تكوينها ، لوحظ انخفاض في كمية البروتين والحديد والزنك بسبب زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. لأول مرة ، اجتذب المنشور اهتمامًا حقيقيًا من وسائل الإعلام.

"من الصعب التنبؤ بكيفية تأثير تغير المناخ العالمي على صحة الإنسان ، لكننا مستعدون لما هو غير متوقع. أحدها هو العلاقة بين زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وانخفاض القيمة الغذائية لمحاصيل C3. الآن نحن نعرف ذلك ويمكننا توقع المزيد من التطورات "، كتب الباحثون.

في نفس العام ، في الواقع ، في نفس اليوم ، نشر Loladze ، في ذلك الوقت ، تدريس الرياضيات في الجامعة الكاثوليكية في دايجو في كوريا الجنوبية ، مقالته الخاصة - مع البيانات التي جمعها لأكثر من 15 عامًا. هذه هي أكبر دراسة على الإطلاق لزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون وتأثيره على تغذية النبات. عادةً ما يصف Loladze علم النبات بأنه "صاخب" - كما هو الحال في المصطلحات العلمية ، يطلق العلماء على منطقة مليئة بالبيانات المتباينة المعقدة التي يبدو أنها "تحدث ضوضاء" ، ومن خلال هذا "الضجيج" من المستحيل سماع الإشارة التي تبحث عنها. أصبحت طبقة البيانات الجديدة الخاصة به أخيرًا كبيرة بما يكفي للتعرف على الإشارة المطلوبة من خلال الضوضاء واكتشاف "التحول الخفي" ، كما أسماه العالم.

وجد Loladze أن نظريته لعام 2002 ، أو بالأحرى الشك القوي الذي أعرب عنه في ذلك الوقت ، تبين أنها صحيحة. تضمنت الدراسة ما يقرب من 130 نوعًا من النباتات وأكثر من 15000 عينة تم الحصول عليها في تجارب على مدار الثلاثين عامًا الماضية. وانخفض التركيز الكلي للمعادن مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والزنك والحديد بمعدل 8٪. زادت كمية الكربوهيدرات بالنسبة لكمية المعادن. النباتات ، مثل الطحالب ، أصبحت وجبات سريعة.

يبقى أن نرى كيف سيؤثر هذا الاكتشاف على البشر ، الذين يتألف نظامهم الغذائي الرئيسي من النباتات. سيتعين على العلماء الذين يتعمقون في هذا الموضوع التغلب على عقبات مختلفة: بطء وتيرة البحث وغموضه ، وعالم السياسة ، حيث تكفي كلمة "المناخ" لوقف أي حديث عن التمويل. سيكون من الضروري بناء "جسور" جديدة تمامًا في عالم العلم - يتحدث لولادزي عن هذا بابتسامة في عمله. عندما نُشر المقال أخيرًا في عام 2014 ، أدرج Loladze قائمة بجميع حالات رفض التمويل في التطبيق.