Η κλιματική αλλαγή κάνει τις νύχτες πιο ζεστές και οι καλλιέργειες μπορεί να μην είναι ποτέ ίδιες

4

Ο κόσμος γίνεται πιο ζεστός από ποτέ, με οι θερμοκρασίες σε όλο τον κόσμο φτάνουν σε νέα άκρα τις τελευταίες δεκαετίες. Σύμφωνα με την Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA), το 2021, η Καλιφόρνια, το Αϊντάχο, η Νεβάδα, το Όρεγκον και η Γιούτα κατέγραψαν όλα τα θερμότερα καλοκαίρια που έχουν καταγραφεί, ενώ άλλες 16 πολιτείες κατέγραψαν ένα από τα πέντε θερμότερα καλοκαίρια που έχουν καταγραφεί. Μαζί με τη ζέστη της ημέρας, Οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της νύχτας σπάνε επίσης ρεκόρ, πυροδοτώντας ανησυχία για ανθρώπινη υγεία και επιπτώσεις στο οικοσύστημα. Η ελάχιστη νυχτερινή θερμοκρασία στις συνεχόμενες ΗΠΑ αυξήθηκε κατά 2,6 βαθμούς Φαρενάιτ πάνω από το 1901-2000 Νυχτερινή θερμοκρασία σε όλη την πολιτεία.

Δεν είναι μόνο οι άνθρωποι που επηρεάζονται από αυτές τις κλιματικές ανωμαλίες. απειλούνται επίσης τα φυτικά είδη, συμπεριλαμβανομένων των σημαντικών καλλιεργειών τροφίμων όπως π.χ ρύζι, σιτάρι, κριθάρι, και καλαμπόκι. Για παράδειγμα, ένα έγγραφο ανασκόπησης του 2021 περιγράφει λεπτομερώς πώς η κλιματική αλλαγή απειλεί τις βασικές καλλιέργειες σε όλο τον κόσμο, ενώ Έγγραφο του 2004 από το Διεθνές Ινστιτούτο Έρευνας Ρυζιού στις Φιλιππίνες χρησιμοποίησε μια μακροχρόνια μελέτη πεδίου για να δείξει ότι κάθε αύξηση κατά 1°C στη νυχτερινή θερμοκρασία θα μπορούσε να μειώσει τις αποδόσεις του ρυζιού κατά 10%. ο σιτάρι και κριθάρι Οι αποδόσεις μειώνονται έως και 41 τοις εκατό και 29 τοις εκατό αντίστοιχα ανά 1°C αύξηση της νυχτερινής θερμοκρασίας.

Εξετάζοντας τη νυχτερινή ζωή των φυτών

«Νομίζω ότι μας λείπει περίπου η μισή ζωή των φυτών. . . η μυστική ζωή των φυτών τη νύχτα», είπε Colleen Doherty, αναπληρωτής καθηγητής στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας. Παρόλο σπουδές αναφέρουν ότι η υψηλή νυχτερινή θερμοκρασία (HNT) έχει ισχυρότερο αντίκτυπο στην απόδοση των σιτηρών σε σύγκριση με την υψηλή θερμοκρασία ημέρας (HDT), η έρευνα για το HNT δεν είναι τόσο προηγμένη όσο η HDT. Ο Jagadish σημείωσε ότι υπάρχει έλλειψη ειδικής χρηματοδότησης για την έρευνα των επιπτώσεων του HNT στις καλλιέργειες και για τον εντοπισμό πιο κατάλληλων ποικιλιών αυτών των καλλιεργειών. Ενώ οι εκτροφείς σπόρων αναπτύσσουν καλλιέργειες που ταιριάζουν καλύτερα στην ακραία ζέστη και τις αλλαγές στις βροχοπτώσεις, αρκετοί επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη γενετικά τροποποιημένων καλλιεργειών που μπορεί να επιβιώσει στο μεταβαλλόμενο κλίμα. Χρησιμοποιούν σύγχρονες τεχνικές μοριακής αναπαραγωγής όπως π.χ γονιδιακή υποβοηθούμενη αναπαραγωγή (GAB) και η υποβοηθούμενη αναπαραγωγή με δείκτη (MAB) καθώς και πιο συμβατικά εργαλεία αναπαραγωγής φυτών.

Η μέση χαμηλή νυχτερινή θερμοκρασία στην Τοπέκα του Κάνσας έχει αυξηθεί κατά 3,5 ͦ Φαρενάιτ από το 1970. (Πίστωση εικόνας: Climate Central)

Η μέση χαμηλή νυχτερινή θερμοκρασία στην Τοπέκα του Κάνσας έχει αυξηθεί κατά 3,5 βαθμούς Φαρενάιτ από το 1970. (Εικόνα: Climate Central)

Τα φυτά μπορεί να μην έχουν εγκέφαλο, αλλά είναι σε θέση να κατανείμουν στρατηγικά τους πόρους που συλλέγουν μέσω βιοχημικών υπολογισμών. Κάθε βράδυ, τα φυτά κάνουν απολογισμό του άνθρακα που παρήγαγαν κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης της ημέρας και αποφασίζουν πόσο πρέπει να καταναλωθεί στην αναπνοή (η διαδικασία λήψης οξυγόνου και απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα για να τροφοδοτήσει το μεταβολισμό και την ανάπτυξή τους) κατά τη διάρκεια της νύχτας και πόσο θα πρέπει να κατανεμηθεί στην ανάπτυξη των σπόρων—ή των σιτηρών που τρώμε. Αυτή η οξύτητα οδηγεί τον Doherty να περιγράψει τα φυτά ως «μικρές μαθηματικές μηχανές».

Αλλά το σύστημα ενός φυτού είναι ρυθμισμένο για ένα συγκεκριμένο σύνολο θερμοκρασιών—και τώρα που ο κόσμος αλλάζει σε αυτές, θα πρέπει να ξανακάνουν τους υπολογισμούς τους. Υψηλότερες νυχτερινές θερμοκρασίες αύξηση της αναπνοής των φυτών ρυθμούς, δυνητικά μειώνοντας την ποσότητα άνθρακα που είναι διαθέσιμη για την πλήρωση των κόκκων, και έτσι μειώνοντας τη συνολική μάζα του παραγόμενου τροφίμου.

Η ποιότητα των σιτηρών επηρεάζεται επίσης, είπε Κρίσνα Τζαγκαντίσ, καθηγητής στο τμήμα γεωπονίας στο Kansas State University. Ο Jagadish και η ομάδα του έχουν εγκαταστήστε σκηνές γεμάτες αισθητήρες στο πανεπιστήμιο προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση της HNT στις καλλιέργειες σε μεγάλη κλίμακα. Έχουν παρατηρήσει «μια αλλαγή σε [the] ολόκληρη η σύνθεση των κόκκων ως προς άμυλο, πρωτεΐνη και λιπίδια» όταν τα φυτά εκτίθενται σε υψηλότερες νυχτερινές θερμοκρασίες από τις τυπικές. «Η υπόθεσή μας μετά την εργασία σε ρύζι, σιτάρι και καλαμπόκι, [is that] τα δημητριακά με υψηλή περιεκτικότητα σε άμυλο θα είναι πιο ευαίσθητα στην υψηλή θερμοκρασία τη νύχτα», είπε ο Jagadish. «Έτσι, αναμένουμε ότι στο καλαμπόκι η μείωση της απόδοσης και ο αντίκτυπος στην ποιότητα θα είναι υψηλότερος από [in] ρύζι και σιτάρι».

Το άμυλο είναι απαραίτητο συστατικό για τη μετάδοση της υφής στα τρόφιμα. Βοηθά επίσης στο δέσιμο των κόκκων μεταξύ τους. Το ρύζι με αλλοιωμένες ιδιότητες αμύλου, για παράδειγμα, είναι πιο πιθανό να σπάσει όταν αλέθεται, γεγονός που μειώνει την αγοραία αξία του κόκκου και τον κάνει πιο κιμωλία. Αν και το ποσοστό πρωτεΐνης του σιταριού αυξάνεται λόγω HNT, έχει επίσης λιγότερο άμυλο και περισσότερη περιεκτικότητα σε λιπίδια, γεγονός που μειώνει την ποιότητα του αλευριού. Όταν αυτό το αλεύρι γίνει ζύμη, δεν θα κρατήσει ούτε θα διατηρήσει το σχήμα κατά την ανάμειξη. «Το τελικό προϊόν, που θα μπορούσε να είναι τα ζυμαρικά ή το ψωμί σας . . . θα διαφέρει στη γεύση», είπε ο Jagadish.

Ένα μπερδεμένο ρολόι

Αν και οι επιστήμονες κατανοούν ότι οι ζεστές νύχτες είναι κακές για τα φυτά, «δεν είναι ξεκάθαρο τι ακριβώς συμβαίνει» σε μοριακό ή γενετικό επίπεδο, είπε ο Doherty. Αυτή και ο Jagadish έχουν ερευνήσει πώς το HNT επηρεάζει τα κιρκάδια ρολόγια των φυτών, τα οποία ρυθμίζουν διάφορα βιοχημικά και αναπτυξιακά δίκτυα.

Οι δύο ερευνητές δημοσίευσαν πρόσφατα μια μελέτη στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (PNAS), που διαπίστωσε ότι οι πιο ζεστές νύχτες απορρίπτουν το πρόγραμμα των φυτώνs προκαλώντας την άκαιρη έκφραση διαφόρων γονιδίων που χρησιμοποιούν τα φυτά για να ρυθμίσουν το κιρκάδιο ρολόι τους. «Ίσως αυτό συμβάλλει στο γιατί τα φυτά πάνε χειρότερα», λέει ο Doherty. Εάν περαιτέρω έρευνα το επιβεβαιώσει αυτό, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αναπαράγουν φυτά με πιο ισχυρές εκδοχές αυτών των γονιδίων, είπε.

Ενώ πολλά φυτά έχουν μια ενσωματωμένη ικανότητα να αντιμετωπίζουν τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ευελιξία τους όταν πρόκειται για «πολύ μικρές αλλαγές» στη νυχτερινή θερμοκρασία είναι «πολύ χαμηλή», είπε ο Jagadish. Όμως, καθώς αυτό δεν είναι πάντα δυνατό, λέει ότι οι ερευνητές και οι καλλιεργητές θα πρέπει να «βελτιώσουν γενετικά την καλλιέργεια», στο εργαστήριο και στο χωράφι. σημειώνει επίσης ότι η κλιματική αλλαγή είναι πιθανό να οδηγήσει τους αγρότες να υιοθετήσουν εναλλακτικές καλλιέργειες που ταιριάζουν καλύτερα στο μεταβαλλόμενο κλίμα στα χωράφια τους.

παρόμοιες αναρτήσεις

Schreibe einen Kommentar