ნახშირორჟანგის მატება იწვევს უხარისხო საკვებს დედამიწაზე

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

სტატია ქართველი მეცნიერის ნაშრომების შესახებ, რომელიც ამერიკის შეერთებულ შტატებში ჩასული მათემატიკის გარდა ბიოლოგიითაც დაკავდა. მან დაიწყო მცენარეთა ცხოვრებაში ცვლილებების დაკვირვება ჰაერისა და სინათლის ხარისხზე. დასკვნა იყო ეკოლოგიური: ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის ზრდა აჩქარებს მცენარეების ზრდას, მაგრამ ართმევს მათ ადამიანისთვის სასარგებლო ნივთიერებებს.

ირაკლი ლოლაძე განათლებით მათემატიკოსია, მაგრამ სწორედ ბიოლოგიურ ლაბორატორიაში წააწყდა თავსატეხს, რომელმაც მთელი მისი ცხოვრება შეცვალა. ეს მოხდა 1998 წელს, როდესაც ლოლაძე დოქტორანტურას არიზონას უნივერსიტეტში იღებდა. კაშკაშა მწვანე წყალმცენარეებით მბზინავ შუშის კონტეინერებთან მდგომმა ერთმა ბიოლოგმა ლოლაძეს და ათეულ სხვა კურსდამთავრებულს უთხრა, რომ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს რაღაც იდუმალი ზოოპლანქტონის შესახებ.

ზოოპლანქტონი არის მიკროსკოპული ცხოველები, რომლებიც ბანაობენ მსოფლიოს ოკეანეებსა და ტბებში. ისინი იკვებებიან წყალმცენარეებით, რომლებიც არსებითად პატარა მცენარეებია. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ სინათლის ნაკადის გაზრდით შესაძლებელია წყალმცენარეების ზრდის დაჩქარება, რითაც იზრდება ზოოპლანქტონისთვის საკვები რესურსების მარაგი და დადებითად იმოქმედებს მის განვითარებაზე. მაგრამ მეცნიერთა იმედები არ გამართლდა. როდესაც მკვლევარებმა დაიწყეს მეტი წყალმცენარეების დაფარვა, მათი ზრდა მართლაც დაჩქარდა. პაწაწინა ცხოველებს ბევრი საკვები აქვთ, მაგრამ, პარადოქსულად, რაღაც მომენტში ისინი გადარჩენის ზღვარზე იყვნენ. საკვების რაოდენობის ზრდას ზოოპლანქტონის ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესება უნდა გამოეწვია და საბოლოოდ პრობლემაც აღმოჩნდა. როგორ შეიძლებოდა ეს მომხდარიყო?

მიუხედავად იმისა, რომ ლოლაძე ფორმალურად სწავლობდა მათემატიკის ფაკულტეტზე, მაინც უყვარდა ბიოლოგია და ვერ წყვეტდა ფიქრს კვლევის შედეგებზე. ბიოლოგებს უხეში წარმოდგენა ჰქონდათ მომხდარზე. მეტი სინათლე განაპირობებდა წყალმცენარეების უფრო სწრაფად ზრდას, მაგრამ საბოლოოდ შეამცირა ზოოპლანქტონის რეპროდუცირებისთვის საჭირო საკვები ნივთიერებები. წყალმცენარეების ზრდის დაჩქარებით, მკვლევარებმა ისინი არსებითად აქციეს ფასტ-ფუდად. ზოოპლანქტონს მეტი საკვები ჰქონდა, მაგრამ ის ნაკლებად მკვებავი გახდა და ამიტომ ცხოველებმა დაიწყეს შიმშილი.

ლოლაძემ გამოიყენა თავისი მათემატიკური ცოდნა წყალმცენარეებზე ზოოპლანქტონის დამოკიდებულების ამსახველი დინამიკის გაზომვისა და ახსნისთვის. კოლეგებთან ერთად მან შეიმუშავა მოდელი, რომელიც აჩვენა კავშირი საკვების წყაროსა და მასზე დამოკიდებულ ცხოველს შორის. მათ ამ თემაზე პირველი სამეცნიერო ნაშრომი 2000 წელს გამოაქვეყნეს. მაგრამ ამას გარდა, ლოლაძის ყურადღება მიიპყრო ექსპერიმენტის უფრო მნიშვნელოვან კითხვაზე: რამდენად შორს შეიძლება წავიდეს ეს პრობლემა?

„გაოგნებული დავრჩი, რამდენად გავრცელებული იყო შედეგები“, - იხსენებს ლოლაძე ინტერვიუში. შეიძლება თუ არა იგივე პრობლემა შეეხო ბალახსა და ძროხებს? რაც შეეხება ბრინჯს და ხალხს?”მომენტი, როდესაც დავიწყე ფიქრი ადამიანის კვებაზე, ჩემთვის გარდამტეხი იყო”, - თქვა მეცნიერმა.

ოკეანის მიღმა მსოფლიოში, პრობლემა არ არის ის, რომ მცენარეები მოულოდნელად იღებენ მეტ სინათლეს: ისინი წლების განმავლობაში მოიხმარენ მეტ ნახშირორჟანგს. ორივე აუცილებელია მცენარეების ზრდისთვის. და თუ მეტი სინათლე იწვევს სწრაფად მზარდ, მაგრამ ნაკლებად მკვებავ "სწრაფ კვებას" წყალმცენარეებს შაქრისა და საკვები ნივთიერებების ცუდად დაბალანსებული თანაფარდობით, მაშინ ლოგიკური იქნება ვივარაუდოთ, რომ ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდას შეიძლება ჰქონდეს იგივე ეფექტი. და მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მცენარეებზე მთელს პლანეტაზე. რას ნიშნავს ეს მცენარეებისთვის, რომლებსაც ჩვენ ვჭამთ?

მეცნიერებამ უბრალოდ არ იცოდა რა აღმოაჩინა ლოლაძემ. დიახ, ის ფაქტი, რომ ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის დონე გაიზარდა, უკვე კარგად იყო ცნობილი, მაგრამ მეცნიერი გაოცებული იყო იმით, თუ რამდენად ცოტა კვლევა დაეთმო ამ ფენომენის გავლენას საკვებ მცენარეებზე. მომდევნო 17 წლის განმავლობაში, განაგრძო მათემატიკური კარიერა, ის გულდასმით სწავლობდა სამეცნიერო ლიტერატურას და მონაცემებს, რომლებიც მას შეეძლო. და როგორც ჩანს, შედეგები ერთი მიმართულებით მიუთითებდა: სწრაფი კვების ეფექტი, რომელიც მან არიზონაში შეიტყო, ვლინდებოდა მინდვრებსა და ტყეებში მთელს მსოფლიოში. „რადგან CO₂-ის დონე კვლავ იზრდება, დედამიწაზე ბალახის ყოველი ფოთოლი და ფოთოლი სულ უფრო მეტ შაქარს გამოიმუშავებს“, - განმარტა ლოლაძემ. „ჩვენ გავხდით ისტორიაში ბიოსფეროში ნახშირწყლების ყველაზე დიდი ინექციის მოწმე - ინექცია, რომელიც ასუფთავებს სხვა საკვებ ნივთიერებებს ჩვენს საკვებ რესურსებში.

მეცნიერმა გამოაქვეყნა მონაცემები, რომლებიც მან შეაგროვა რამდენიმე წლის წინ და მან სწრაფად მიიპყრო მკვლევართა მცირე, მაგრამ საკმაოდ შეშფოთებული ჯგუფის ყურადღება, რომლებიც აჩენენ შემაშფოთებელ კითხვებს ჩვენი კვების მომავლის შესახებ. შეიძლება თუ არა ნახშირორჟანგს ჰქონდეს გავლენა ადამიანის ჯანმრთელობაზე, რაც ჩვენ ჯერ არ შეგვისწავლია? როგორც ჩანს, პასუხი დადებითია და მტკიცებულებების საძიებლად ლოლაძეს და სხვა მეცნიერებს მოუწიათ დაესვათ ყველაზე აქტუალური სამეცნიერო კითხვები, მათ შორის შემდეგი: „რამდენად რთულია კვლევების ჩატარება ჯერ არარსებულ სფეროში?

სოფლის მეურნეობის კვლევებში სიახლე, რომ ბევრი მნიშვნელოვანი საკვები ხდება ნაკლებად მკვებავი, ახალი არ არის. ხილისა და ბოსტნეულის გაზომვები აჩვენებს, რომ მინერალების, ვიტამინებისა და ცილების შემცველობა მათში საგრძნობლად შემცირდა ბოლო 50-70 წლის განმავლობაში. მკვლევარები თვლიან, რომ მთავარი მიზეზი საკმაოდ მარტივია: როდესაც ვამრავლებთ და ვირჩევთ მოსავალს, ჩვენი მთავარი პრიორიტეტია უფრო მაღალი მოსავალი და არა კვების ღირებულება, ხოლო ჯიშები, რომლებიც უფრო მეტ მოსავალს იძლევა (იქნება ეს ბროკოლი, პომიდორი თუ ხორბალი) ნაკლებად მკვებავია.

2004 წელს ხილისა და ბოსტნეულის საფუძვლიანმა შესწავლამ აჩვენა, რომ ცილებიდან და კალციუმიდან დაწყებული რკინით და C ვიტამინით დამთავრებული, 1950 წლიდან ბაღჩეულ კულტურებში საგრძნობლად შემცირდა. ავტორებმა დაასკვნეს, რომ ეს ძირითადად განპირობებულია შემდგომი გამრავლებისთვის ჯიშების არჩევით.

ლოლაძე კიდევ რამდენიმე მეცნიერთან ერთად ეჭვობს, რომ ეს არ არის დასასრული და შესაძლოა ატმოსფერო თავად ცვლის ჩვენს საკვებს. მცენარეებს ნახშირორჟანგი ისევე სჭირდებათ, როგორც ადამიანებს ჟანგბადი. CO₂-ის დონე ატმოსფეროში აგრძელებს მატებას - კლიმატის მეცნიერების შესახებ მზარდი პოლარიზებული დებატების დროს, არავის აზრადაც არ მოსდის ამ ფაქტის დაპირისპირება. ინდუსტრიულ რევოლუციამდე ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია დედამიწის ატმოსფეროში იყო დაახლოებით 280 ppm (ნაწილი მილიონზე, მემილიონედი არის ნებისმიერი ფარდობითი მნიშვნელობის საზომი ერთეული, უდრის საბაზისო ინდიკატორის 1 · 10-6 - რედ.). გასულ წელს ამ მაჩვენებელმა 400 ppm-ს მიაღწია. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ მომდევნო ნახევარ საუკუნეში ჩვენ ალბათ მივაღწევთ 550 ppm-ს, რაც ორჯერ მეტია, ვიდრე ჰაერში იყო, როდესაც ამერიკელებმა პირველად დაიწყეს ტრაქტორების გამოყენება სოფლის მეურნეობაში.

მათთვის, ვისაც მცენარეების მოშენება აქვს გატაცებული, ეს დინამიკა შეიძლება დადებითად ჩანდეს. უფრო მეტიც, ასე იმალებოდნენ პოლიტიკოსები, რომლებიც ამართლებდნენ გულგრილობას კლიმატის ცვლილების შედეგების მიმართ. რესპუბლიკელი ლამარ სმიტი, აშშ-ს წარმომადგენელთა პალატის სამეცნიერო კომიტეტის თავმჯდომარე, ცოტა ხნის წინ ამტკიცებდა, რომ ხალხი ასე არ უნდა აწუხებდეს ნახშირორჟანგის დონის მატებას. მისი თქმით, მცენარეებისთვის კარგია, ჩვენთვის კი ის, რაც მცენარეებისთვის არის კარგი.

"ნახშირორჟანგის უფრო მაღალი კონცენტრაცია ჩვენს ატმოსფეროში ხელს შეუწყობს ფოტოსინთეზს, რაც თავის მხრივ გამოიწვევს მცენარეთა ზრდის ტემპის ზრდას", - წერს რესპუბლიკელი ტეხასიდან. „სასურსათო პროდუქტები უფრო დიდი მოცულობით იწარმოება და ხარისხიც უკეთესი იქნება“.

მაგრამ როგორც ზოოპლანქტონის ექსპერიმენტმა აჩვენა, მეტი მოცულობა და უკეთესი ხარისხი ყოველთვის არ მიდის ერთმანეთთან. პირიქით, მათ შორის საპირისპირო ურთიერთობა შეიძლება დამყარდეს. აი, როგორ ხსნიან საუკეთესო მეცნიერები ამ ფენომენს: ნახშირორჟანგის მზარდი კონცენტრაცია აჩქარებს ფოტოსინთეზს, პროცესი, რომელიც ეხმარება მცენარეებს მზის შუქის საკვებად გადაქცევაში. შედეგად, მათი ზრდა აჩქარებს, მაგრამ ამავე დროს ისინი ასევე იწყებენ მეტი ნახშირწყლების (როგორიცაა გლუკოზას) შეწოვას ჩვენთვის საჭირო სხვა საკვები ნივთიერებების ხარჯზე, როგორიცაა ცილა, რკინა და თუთია.

2002 წელს, დოქტორანტურის დაცვის შემდეგ პრინსტონის უნივერსიტეტში სწავლის დროს, ლოლაძემ გამოაქვეყნა მყარი კვლევითი ნაშრომი წამყვან ჟურნალში Trends in Ecology and Evolution, რომელიც ამტკიცებდა, რომ ნახშირორჟანგის დონის ზრდა და ადამიანის კვება განუყოფლად არის დაკავშირებული მცენარეთა გლობალურ ცვლილებებთან. ხარისხიანი. სტატიაში ლოლაძე უჩიოდა მონაცემთა ნაკლებობას: მცენარეებზე და ნახშირორჟანგის დონის მატებაზე ათასობით პუბლიკაციას შორის მან აღმოაჩინა მხოლოდ ერთი, რომელიც ფოკუსირებული იყო ბრინჯის მკვებავ ბალანსზე გაზის ეფექტზე, კულტურაზე, რომელსაც მილიარდობით ადამიანი ეყრდნობა. მოსავალი. (1997 წელს გამოქვეყნებული სტატია ეხება ბრინჯში თუთიისა და რკინის დონის ვარდნას.)

ლოლაძემ თავის სტატიაში პირველმა აჩვენა ნახშირორჟანგის გავლენა მცენარეთა ხარისხსა და ადამიანის კვებაზე. თუმცა, მეცნიერმა უფრო მეტი კითხვა წამოაყენა, ვიდრე იპოვა პასუხები და სამართლიანად ამტკიცებდა, რომ კვლევაში ჯერ კიდევ ბევრი ხარვეზია. თუ კვების ღირებულებაში ცვლილებები ხდება კვებითი ჯაჭვის ყველა დონეზე, საჭიროა მათი შესწავლა და გაზომვა.

პრობლემის ნაწილი, როგორც ირკვევა, თავად კვლევის სამყაროში იყო. პასუხების მისაღებად ლოლაძეს სჭირდებოდა ცოდნა აგრონომიის, კვებისა და მცენარეთა ფიზიოლოგიის დარგში, მათემატიკის საფუძვლიანად არომატიზებული. ბოლო ნაწილის განხილვა შეიძლებოდა, მაგრამ იმ დროს ის ახლახან იწყებდა თავის სამეცნიერო კარიერას და მათემატიკის განყოფილებები განსაკუთრებით არ იყვნენ დაინტერესებულნი სოფლის მეურნეობისა და ადამიანის ჯანმრთელობის პრობლემების გადაწყვეტით. ლოლაძე იბრძოდა ახალი კვლევებისთვის დაფინანსების უზრუნველსაყოფად და ამავდროულად განაგრძო მანიაკალურად შეაგროვა ყველა შესაძლო მონაცემი, რომელიც უკვე გამოქვეყნდა მსოფლიოს მეცნიერების მიერ. იგი წავიდა ქვეყნის ცენტრალურ ნაწილში, ნებრასკა-ლინკოლნის უნივერსიტეტში, სადაც შესთავაზეს განყოფილების ასისტენტის თანამდებობა. უნივერსიტეტი აქტიურად ეწეოდა კვლევებს სოფლის მეურნეობის სფეროში, რაც კარგ პერსპექტივას აძლევდა, მაგრამ ლოლაძე მხოლოდ მათემატიკის მასწავლებელი იყო. როგორც მას განუმარტეს, მას შეუძლია განაგრძოს კვლევები, თუ თავად დააფინანსებს მათ. მაგრამ მან განაგრძო ბრძოლა. ბიოლოგიის კათედრაზე გრანტების განაწილებისას მას უარი ეთქვა იმის გამო, რომ მის განაცხადში ზედმეტად დიდი ყურადღება ეთმობა მათემატიკას, ხოლო მათემატიკის განყოფილებაში - ბიოლოგიის გამო.

„წელიწადიდან უარს ვიღებდი, – იხსენებს ლოლაძე. - სასოწარკვეთილი ვიყავი. არა მგონია, ხალხს ესმოდა კვლევის მნიშვნელობა.”

ეს კითხვა დაფის მიღმა დარჩა არა მხოლოდ მათემატიკასა და ბიოლოგიაში. იმის თქმა, რომ ძირითადი კულტურების კვებითი ღირებულების შემცირება ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდის გამო ნაკლებად არის შესწავლილი, არ არის შეფასებული. ეს ფენომენი უბრალოდ არ განიხილება სოფლის მეურნეობაში, ჯანმრთელობასა და კვებაში. Საერთოდ.

როდესაც ჩვენი რეპორტიორები დაუკავშირდნენ კვების ექსპერტებს კვლევის თემის განსახილველად, თითქმის ყველა მათგანი უკიდურესად გაკვირვებული იყო და ჰკითხეს, სად შეუძლიათ ინფორმაციის მოძიება. ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის ერთ-ერთმა წამყვანმა მეცნიერმა უპასუხა, რომ კითხვა საკმაოდ საინტერესო იყო, მაგრამ აღიარა, რომ არაფერი იცოდა ამის შესახებ. სხვა სპეციალისტთან მიმიყვანა, რომელმაც ასევე პირველად გაიგო ამის შესახებ.კვებისა და დიეტის აკადემია, კვების ექსპერტთა დიდი რაოდენობის ასოციაცია, დამეხმარა დიეტოლოგ რობინ ფორუტანსთან დაკავშირებაში, რომელიც ასევე არ იცნობდა კვლევას.

"ეს მართლაც საინტერესოა და მართალი ხარ, ცოტამ თუ იცის", - წერს ფორუტანი ამ თემაზე რამდენიმე ნაშრომის წაკითხვის შემდეგ. მან ასევე დაამატა, რომ სურს საკითხი უფრო ღრმად შეისწავლოს. კერძოდ, მას აინტერესებს, თუ როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს მცენარეებში ნახშირწყლების რაოდენობის მცირე ზრდამ ადამიანის ჯანმრთელობაზე.

”ჩვენ არ ვიცით, რა შეიძლება დასრულდეს საკვებში ნახშირწყლების შემცველობის მცირე ცვლილებამ”, - თქვა ფორუტანმა და აღნიშნა, რომ საერთო ტენდენცია სახამებლისა და ნახშირწყლების უფრო მაღალი მიღებისკენ, როგორც ჩანს, დაკავშირებულია დაავადების გახშირებასთან. დაკავშირებული, როგორიცაა სიმსუქნე და დიაბეტი. - რამდენად შეიძლება გავლენა იქონიოს ამაზე კვებით ჯაჭვში მომხდარმა ცვლილებებმა? დაზუსტებით ჯერ ვერ ვიტყვით.”

ამ ფენომენის შესახებ კომენტარი ამ დარგის ერთ-ერთ ყველაზე ცნობილ ექსპერტს - ნიუ-იორკის უნივერსიტეტის პროფესორ მარიონ ნესლს ვთხოვეთ. Nesl ეხება კვების კულტურისა და ჯანმრთელობის დაცვის საკითხებს. თავიდან ის საკმაოდ სკეპტიკურად იყო განწყობილი ყველაფრის მიმართ, მაგრამ დაჰპირდა, რომ დეტალურად შეისწავლიდა კლიმატის ცვლილების შესახებ არსებულ ინფორმაციას, რის შემდეგაც მან სხვა პოზიცია დაიკავა. "შენ დამარწმუნე", - დაწერა მან და ასევე გამოხატა შეშფოთება. - სრულებით გაუგებარია, შეუძლია თუ არა მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ადამიანის ჯანმრთელობაზე, საკვების კვებითი ღირებულების შემცირებამ, რომელიც გამოწვეულია ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მატებით. ჩვენ გვჭირდება კიდევ ბევრი მონაცემი.”

კრისტი ები, ვაშინგტონის უნივერსიტეტის მკვლევარი, სწავლობს კავშირს კლიმატის ცვლილებასა და ადამიანის ჯანმრთელობას შორის. ის არის ერთ-ერთი იმ მცირერიცხოვან მეცნიერთაგან აშშ-ში, რომელიც დაინტერესებულია ნახშირორჟანგის რაოდენობის ცვლილების შესაძლო სერიოზული შედეგებით და ამას ყოველ გამოსვლაში აღნიშნავს.

ძალიან ბევრი უცნობია, დარწმუნებულია ები. „მაგალითად, საიდან იცით, რომ პური აღარ შეიცავს იმ მიკროელემენტებს, რაც მასში იყო 20 წლის წინ?

ნახშირორჟანგსა და კვებას შორის კავშირი მაშინვე არ გახდა აშკარა სამეცნიერო საზოგადოებისთვის, ამბობს ები, ზუსტად იმიტომ, რომ მათ დიდი დრო დასჭირდათ სერიოზულად განეხილათ კლიმატის და ზოგადად ადამიანის ჯანმრთელობის ურთიერთქმედება.”ასე გამოიყურება ჩვეულებრივ, - ამბობს ები, - ცვლილებების წინა დღეს.

ლოლაძის ადრეულ შემოქმედებაში დაისვა სერიოზული კითხვები, რომლებზეც პასუხების მოძიება რთული, მაგრამ საკმაოდ რეალურია. როგორ მოქმედებს ატმოსფერული CO₂ კონცენტრაციის ზრდა მცენარის ზრდაზე? რა წილი აქვს ნახშირორჟანგის ზემოქმედებას საკვების კვებითი ღირებულების ვარდნაზე სხვა ფაქტორებთან მიმართებაში, მაგალითად, მზარდი პირობები?

ფერმის მასშტაბით ექსპერიმენტის ჩატარება იმის გასარკვევად, თუ როგორ მოქმედებს ნახშირორჟანგი მცენარეებზე, ასევე რთული, მაგრამ შესასრულებელი ამოცანაა. მკვლევარები იყენებენ მეთოდს, რომელიც ველს ნამდვილ ლაბორატორიად აქცევს. დღეს იდეალური მაგალითია თავისუფალი ჰაერის ნახშირორჟანგით გამდიდრების ექსპერიმენტი (FACE). ამ ექსპერიმენტის დროს მეცნიერები ღია ცის ქვეშ ქმნიან ფართომასშტაბიან მოწყობილობებს, რომლებიც ნახშირორჟანგს ასხურებენ მცენარეებს კონკრეტულ ტერიტორიაზე. მცირე სენსორები აკონტროლებენ CO₂ დონეს. როდესაც ძალიან ბევრი ნახშირორჟანგი ტოვებს მინდორს, სპეციალური მოწყობილობა ასხურებს ახალ დოზას დონის მუდმივი შესანარჩუნებლად. შემდეგ მეცნიერებს შეუძლიათ პირდაპირ შეადარონ ეს მცენარეები ნორმალურ პირობებში მოყვანილ მცენარეებს.

მსგავსმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მცენარეები, რომლებიც იზრდება ნახშირორჟანგის შემცველობის გაზრდის პირობებში, განიცდიან მნიშვნელოვან ცვლილებებს. ასე რომ, C3 მცენარეთა ჯგუფში, რომელიც მოიცავს დედამიწის მცენარეების თითქმის 95%-ს, მათ შორის, რომლებსაც ჩვენ ვჭამთ (ხორბალი, ბრინჯი, ქერი და კარტოფილი), დაფიქსირდა მნიშვნელოვანი მინერალების - კალციუმის, ნატრიუმის, თუთიის რაოდენობის შემცირება. და რკინა. ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის ცვლილებაზე მცენარეების რეაქციის პროგნოზების მიხედვით, უახლოეს მომავალში ამ მინერალების რაოდენობა საშუალოდ 8%-ით შემცირდება. იგივე მონაცემები ასევე მიუთითებს C3 კულტურებში ცილის შემცველობის შემცირებაზე, ზოგჯერ საკმაოდ მნიშვნელოვანზეც - ხორბალსა და ბრინჯში, შესაბამისად 6%-ით და 8%-ით.

მიმდინარე წლის ზაფხულში მეცნიერთა ჯგუფმა გამოაქვეყნა პირველი ნაშრომი, რომელშიც ცდილობდნენ შეეფასებინათ ამ ცვლილებების გავლენა დედამიწის მოსახლეობაზე. მცენარეები ცილების აუცილებელი წყაროა განვითარებად ქვეყნებში მცხოვრები ადამიანებისთვის. მკვლევარების შეფასებით, 2050 წლისთვის 150 მილიონი ადამიანი ცილის დეფიციტის საფრთხის წინაშეა, განსაკუთრებით ისეთ ქვეყნებში, როგორიცაა ინდოეთი და ბანგლადეში. მეცნიერებმა ასევე დაადგინეს, რომ 138 მილიონი იქნება რისკის ქვეშ თუთიის რაოდენობის შემცირების გამო, რაც სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია დედებისა და ბავშვების ჯანმრთელობისთვის. მათი შეფასებით, 1 მილიარდზე მეტი დედა და 354 მილიონი ბავშვი ცხოვრობს ისეთ ქვეყნებში, რომლებშიც ვარაუდობენ, რომ შეამცირებს რკინის რაოდენობას საკვებში, რამაც შეიძლება გააძლიეროს გავრცელებული ანემიის ისედაც სერიოზული რისკი.

ასეთი პროგნოზები ჯერ არ გავრცელებულა შეერთებულ შტატებში, სადაც მოსახლეობის უმრავლესობის დიეტა მრავალფეროვანია და შეიცავს საკმარის პროტეინს. თუმცა, მკვლევარები აღნიშნავენ მცენარეებში შაქრის რაოდენობის ზრდას და შიშობენ, რომ თუ ეს მაჩვენებელი გაგრძელდება, მაშინ კიდევ უფრო მეტი სიმსუქნე და გულ-სისხლძარღვთა პრობლემები იქნება.

USDA ასევე მნიშვნელოვან წვლილს შეიტანს ნახშირორჟანგის მცენარის კვებასთან ურთიერთობის კვლევაში. ლუის ზისკამ, მცენარის ფიზიოლოგმა სოფლის მეურნეობის კვლევის სამსახურის ბელტსვილში, მერილენდის შტატში, დაწერა არაერთი ნაშრომი კვების შესახებ, სადაც დეტალურადაა აღწერილი ლოლაძის მიერ 15 წლის წინ დასმული კითხვები.

ზისკამ შეიმუშავა უფრო მარტივი ექსპერიმენტი, რომელიც არ საჭიროებდა მცენარეების გაზრდას. მან გადაწყვიტა ფუტკრის კვების შესწავლა.

Goldenrod არის ველური ყვავილი, რომელსაც ბევრი მიიჩნევს სარეველად, მაგრამ ფუტკრისთვის აუცილებელია. ის ყვავის ზაფხულის ბოლოს და მისი მტვერი არის ცილის მნიშვნელოვანი წყარო ამ მწერებისთვის მკაცრი ზამთრის პერიოდში. ადამიანებს სპეციალურად არასოდეს მოჰყავდათ ოქროს ჯოხი ან შექმნიათ ახალი ჯიშები, ამიტომ დროთა განმავლობაში ის დიდად არ შეცვლილა, განსხვავებით სიმინდისგან ან ხორბლისგან. სმიტსონის ინსტიტუტის უზარმაზარ არქივში ოქროს ჯოხის ასობით ნიმუში ინახება, ყველაზე ადრეული 1842 წლით თარიღდება. ამან საშუალება მისცა ზისკას და მის კოლეგებს დაენახათ, თუ როგორ შეიცვალა ქარხანა მას შემდეგ.

მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ სამრეწველო რევოლუციის შემდეგ ოქროს ღეროების მტვრის ცილის შემცველობა მესამედით შემცირდა და ეს ვარდნა მჭიდრო კავშირშია ნახშირორჟანგის მატებასთან. მეცნიერები დიდი ხანია ცდილობდნენ გაერკვნენ ფუტკრების პოპულაციის შემცირების მიზეზები მთელს მსოფლიოში - ამან შეიძლება ცუდი გავლენა მოახდინოს იმ კულტურებზე, რისთვისაც საჭიროა მათი დამტვერვა. თავის ნაშრომში ზისკა ვარაუდობს, რომ ზამთრის წინ მტვრის ცილის შემცირება შეიძლება იყოს კიდევ ერთი მიზეზი, რის გამოც ფუტკარს უჭირს ზამთარში გადარჩენა.

მეცნიერი წუხს, რომ ნახშირორჟანგის ზემოქმედება მცენარეებზე საკმარისად არ არის შესწავლილი, იმის გათვალისწინებით, რომ სასოფლო-სამეურნეო პრაქტიკის შეცვლას შეიძლება დიდი დრო დასჭირდეს. „ჩვენ ჯერ არ გვაქვს შესაძლებლობა ჩავერთოთ და დავიწყოთ ტრადიციული მეთოდების გამოყენება სიტუაციის გამოსასწორებლად“, - განაცხადა ზისკამ. „ლაბორატორიული ტესტების შედეგების პრაქტიკაში ამოქმედებას 15-20 წელი დასჭირდება“

როგორც ლოლაძემ და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, ახალი ყოვლისმომცველი, ჯვარედინი კითხვები შეიძლება საკმაოდ რთული იყოს. მსოფლიოში ბევრი მცენარის ფიზიოლოგია, რომლებიც სწავლობენ ნათესებს, მაგრამ ისინი ძირითადად ყურადღებას ამახვილებენ ისეთ ფაქტორებზე, როგორიცაა მოსავლიანობა და მავნებლების კონტროლი. კვებასთან არანაირი კავშირი არ აქვს. ლოლაძის გამოცდილებიდან გამომდინარე, მათემატიკის განყოფილებები განსაკუთრებით არ არიან დაინტერესებული საკვები პროდუქტებით, როგორც კვლევის ობიექტებით. ცოცხალი მცენარეების შესწავლა კი ხანგრძლივი და ძვირი ბიზნესია: FACE ექსპერიმენტის დროს საკმარისი მონაცემების მისაღებად რამდენიმე წელი და სერიოზული დაფინანსება დასჭირდება.

მიუხედავად სირთულეებისა, მეცნიერები სულ უფრო მეტად ინტერესდებიან ამ კითხვებით და უახლოეს რამდენიმე წელიწადში შესაძლოა მათზე პასუხის პოვნა შეძლონ.ზისკა და ლოლაძე, რომელიც მათემატიკას ასწავლის ბრაიანს ჯანდაცვის მეცნიერებათა კოლეჯში ლინკოლნში, ნებრასკა, მუშაობენ მეცნიერთა გუნდთან ერთად ჩინეთიდან, იაპონიიდან, ავსტრალიიდან და შეერთებული შტატებიდან ძირითად კვლევაზე ნახშირორჟანგის ზემოქმედების შესახებ კვების თვისებებზე. ბრინჯი, ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კულტურა. გარდა ამისა, სწავლობენ ვიტამინების, საკვების მნიშვნელოვანი კომპონენტების რაოდენობის ცვლილებას, რაც აქამდე პრაქტიკულად არ გაკეთებულა.

ახლახან USDA-ს მკვლევარებმა კიდევ ერთი ექსპერიმენტი ჩაატარეს. იმის გასარკვევად, თუ რა გავლენას ახდენს CO2-ის მაღალი დონე კულტურებზე, მათ აიღეს 1950-იან და 1960-იანი წლების ბრინჯის, ხორბლისა და სოიოს ნიმუშები და დარგეს ისინი იმ ადგილებში, სადაც სხვა მეცნიერებმა მრავალი წლის წინ იგივე ჯიშები გააშენეს.

მერილენდის USDA-ს კვლევით სფეროში, მეცნიერები ატარებენ ექსპერიმენტებს ბულგარულ წიწაკაზე. მათ სურთ დაადგინონ, თუ როგორ იცვლება C ვიტამინის რაოდენობა ნახშირორჟანგის გაზრდილი კონცენტრაციით. ისინი ასევე სწავლობენ ყავას იმის დასადგენად, იკლებს თუ არა კოფეინის რაოდენობა.”ჯერ კიდევ ბევრი კითხვაა”, - თქვა ზისკამ ბელტსვილში კვლევითი დაწესებულების ჩვენებისას. "Ეს მხოლოდ დასაწყისია."

ლუის ზისკა მეცნიერთა მცირე ჯგუფის ნაწილია, რომლებიც ცდილობენ შეაფასონ ცვლილებები და გაარკვიონ, როგორ იმოქმედებენ ისინი ადამიანებზე. ამ ისტორიის კიდევ ერთი მთავარი პერსონაჟია სამუელ მაიერსი, ჰარვარდის უნივერსიტეტის კლიმატოლოგი. მაიერსი არის პლანეტარული ჯანმრთელობის ალიანსის სათავეში. ორგანიზაციის მიზანია კლიმატოლოგიისა და ჯანდაცვის ხელახალი ინტეგრაცია. მაიერსი დარწმუნებულია, რომ სამეცნიერო საზოგადოება საკმარის ყურადღებას არ აქცევს ნახშირორჟანგსა და კვებას შორის ურთიერთობას, რაც მხოლოდ უფრო ფართო სურათის ნაწილია იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ამ ცვლილებებმა ეკოსისტემაზე.”ეს მხოლოდ აისბერგის მწვერვალია”, - თქვა მაიერსმა. „გაგვიჭირდა ხალხის გაგება, რამდენი კითხვა უნდა ჰქონოდათ“.

2014 წელს მაიერსმა და მეცნიერთა ჯგუფმა გამოაქვეყნეს ძირითადი კვლევა ჟურნალ Nature-ში, რომელიც ათვალიერებდა იაპონიაში, ავსტრალიაში და შეერთებულ შტატებში მრავალ ადგილას მოყვანილ ძირითად კულტურებს. მათ შემადგენლობაში დაფიქსირდა ცილის, რკინისა და თუთიის რაოდენობის შემცირება ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდის გამო. გამოცემამ მედიის რეალური ყურადღება პირველად მიიპყრო.

„ძნელია იმის პროგნოზირება, თუ როგორ იმოქმედებს გლობალური კლიმატის ცვლილება ადამიანის ჯანმრთელობაზე, მაგრამ ჩვენ მზად ვართ მოულოდნელობისთვის. ერთ-ერთი მათგანია კავშირი ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მატებასა და C3 კულტურების კვებითი ღირებულების შემცირებას შორის. ახლა ჩვენ ვიცით ამის შესახებ და შეგვიძლია ვიწინასწარმეტყველოთ შემდგომი განვითარება“, - წერენ მკვლევარები.

იმავე წელს, ფაქტობრივად, იმავე დღეს, ლოლაძემ, რომელიც იმ დროს ასწავლიდა მათემატიკას სამხრეთ კორეაში, დეგუს კათოლიკურ უნივერსიტეტში, გამოაქვეყნა საკუთარი სტატია - 15 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში შეგროვებული მონაცემებით. ეს არის CO₂ კონცენტრაციის გაზრდისა და მცენარის კვებაზე მისი გავლენის ყველაზე დიდი კვლევა. ლოლაძე მცენარეთა მეცნიერებას ჩვეულებრივ „ხმაურს“უწოდებს - როგორც სამეცნიერო ჟარგონში, მეცნიერები უწოდებენ კომპლექსური განსხვავებული მონაცემებით სავსე ტერიტორიას, რომელიც თითქოს „ხმაურია“და ამ „ხმაურის“მეშვეობით შეუძლებელია იმ სიგნალის მოსმენა, რომელსაც ეძებთ. მისი ახალი მონაცემთა ფენა საბოლოოდ საკმარისად დიდი იყო იმისათვის, რომ ხმაურის მეშვეობით ამოიცნო სასურველი სიგნალი და აღმოაჩინა "ფარული ცვლა", როგორც ამას მეცნიერმა უწოდა.

ლოლაძემ აღმოაჩინა, რომ მისი 2002 წლის თეორია, უფრო სწორად ის ძლიერი ეჭვი, რომელიც მაშინ გამოთქვა, მართალი აღმოჩნდა. კვლევაში მონაწილეობდა თითქმის 130 ჯიშის მცენარე და 15000-ზე მეტი ნიმუში, რომლებიც მიღებული იქნა ბოლო 30 წლის განმავლობაში ექსპერიმენტებში. მინერალების საერთო კონცენტრაცია, როგორიცაა კალციუმი, მაგნიუმი, ნატრიუმი, თუთია და რკინა, საშუალოდ 8%-ით დაეცა. ნახშირწყლების რაოდენობა მინერალების რაოდენობასთან შედარებით გაიზარდა. მცენარეები, ისევე როგორც წყალმცენარეები, სწრაფ კვებად იქცნენ.

რა გავლენას მოახდენს ეს აღმოჩენა ადამიანებზე, რომელთა ძირითადი დიეტა მცენარეებია, გასარკვევია. მეცნიერებს, რომლებიც ამ თემაში ჩაყვებიან, მოუწევთ სხვადასხვა დაბრკოლებების გადალახვა: კვლევის ნელი ტემპი და ბუნდოვანი, პოლიტიკის სამყარო, სადაც სიტყვა „კლიმა“საკმარისია იმისათვის, რომ დაფინანსებაზე საუბარი შეწყდეს. მეცნიერების სამყაროში აბსოლუტურად ახალი „ხიდების“აგება იქნება საჭირო – ამის შესახებ ლოლაძე თავის შემოქმედებაში ღიმილით საუბრობს. როდესაც სტატია საბოლოოდ გამოქვეყნდა 2014 წელს, ლოლაძემ აპლიკაციაში შეიტანა დაფინანსების ყველა უარყოფის სია.