Nowe wstępne badania sugerują, że połączenie wyższych atmosferycznych CO2 i cieplejszych temperatur przyczynia się do zmniejszenia jakości żywieniowej upraw żywności, z poważnymi implikacjami dla zdrowia i dobrego samopoczucia ludzi.
Większość badań nad wpływem zmian klimatu na produkcję żywności koncentrowała się na plonach, ale wielkość zbiorów nie jest mało, jeśli wartość odżywcza jest słaba. „Nasza praca wygląda poza jakość tego, co jemy”, mówi Jiata Ugwah Ekele, doktorant na Liverpoolu John Moores University, Wielka Brytania.
Trwające skutki zmian klimatu mają niszczycielskie i nieodwracalne konsekwencje dla roślin na całym świecie. Badania pani Ekele koncentrują się przede wszystkim na zbadaniu, w jaki sposób na zawartość żywieniową w uprawach spożywczych może mieć wpływ interakcyjne skutki rosnących poziomów CO2 i rosnące temperatury związane ze zmianami klimatu. „Te zmiany środowiskowe mogą wpływać na wszystko, od fotosyntezy i szybkości wzrostu po syntezę i przechowywanie składników odżywczych w uprawach”, mówi Ekele.
„Ważne jest, aby zrozumieć te skutki, ponieważ jesteśmy tym, co jemy, a rośliny stanowią podstawę naszej sieci żywności jako głównych producentów ekosystemu”, mówi Ekele. „Badając te interakcje, możemy lepiej przewidzieć, w jaki sposób zmiany klimatu będą kształtować krajobraz żywieniowy naszej żywności i pracować nad łagodzeniem tych efektów”.
Badania pani Ekele koncentrują się na popularnych warzywach liściastych, w tym jarmużu, rakietach i szpinaku. W tym projekcie uprawy te uprawiane w kontrolowanych przez środowisko komorach wzrostu na Liverpoolu John Moores University, a poziomy CO2 i temperatury są zmieniane, aby symulować przewidywane w Wielkiej Brytanii scenariusze klimatyczne. „Markery fotosyntetyczne, takie jak fluorescencja chlorofilu i wydajność kwantowa, są oceniane w miarę wzrostu upraw, podczas gdy wydajność i biomasa są rejestrowane podczas zbiorów”, mówi Ekele.
Po hodowaniu roślin w warunkach zmiany klimatu ich jakość odżywcza analizowano przy użyciu wysokowydajnej chromatografii cieczowej (HPLC) i profilowania fluorescencji rentgenowskiej w celu pomiaru stężenia cukru, białka, fenoli, flawonoidów, witamin i przeciwutleniaczy.
Wstępne wyniki tego projektu sugerują, że podwyższony poziom atmosferycznego CO2 może pomóc uprawom rosnąć szybciej i większy, ale z pewnością nie zdrowszy. „Po pewnym czasie uprawy wykazały zmniejszenie kluczowych minerałów, takich jak wapń i niektóre związki przeciwutleniające”, mówi Ekele.
Zmiany te zostały zaostrzone jedynie przez wzrost temperatury. „Interakcja między CO2 a stresem cieplnym miała złożone skutki – uprawy nie rosną tak duże lub szybkie, a spadek jakości odżywczych nasila się”, mówi Ekele.
Kluczowym wczesnym odkryciem jest to, że różne uprawy reagowały inaczej na te stresory dotyczące zmian klimatu, a niektóre gatunki reagują bardziej intensywnie niż inne. „Ta różnorodność w odpowiedzi podkreśla, że nie możemy uogólniać między uprawami. Ta złożoność była zarówno fascynująca, jak i trudna i przypomina nam, dlaczego ważne jest badanie wielu stresorów”, mówi Ekele.
Ta nierównowaga żywieniowa stanowi poważne konsekwencje zdrowotne dla ludzkości. Podczas gdy wyższe poziomy CO2 mogą zwiększyć stężenie cukrów w uprawach, może rozcieńczyć niezbędne białka, minerały i przeciwutleniacze. „Ta zmieniona równowaga może przyczynić się do diet, które są wyższe w kalorii, ale gorsze pod względem wartości odżywczej”, mówi Ekele. „Zwiększona zawartość cukru w uprawach, zwłaszcza owoce i warzywa, może prowadzić do większego ryzyka otyłości i cukrzycy typu 2 – szczególnie w populacjach już zmagających się z chorobami niezakaźnymi”.
Uprawy o słabej zawartości żywieniowej mogą również prowadzić do niedoborów ważnych białek i witamin, które zagrażają ludzkiemu układowi odpornościowe i zaostrzają istniejące warunki zdrowotne-szczególnie w krajach o niskim lub średnim dochodzie. „Nie chodzi tylko o to, ile żywności uprawiamy, ale także o to, co jest w tym jedzeniu i jak wspiera długoterminowe samopoczucie ludzkie”, mówi Ekele.
Chociaż badania te symulują przewidywane zmiany klimatu w Wielkiej Brytanii, implikacje są globalne. „Systemy żywności na globalnej północy są już kwestionowane przez zmieniające się wzorce pogody, nieprzewidywalne sezony wegetacyjne i częstsze fale cieplne”, mówi Ekele. „W regionach tropikalnych i subtropikalnych obszary te walczą również z nakładającymi się stresorami, takimi jak susza, szkodniki i degradacja gleby – i są domem dla milionów, które zależą bezpośrednio od rolnictwa żywności i dochodów”.
Pani Ekele i jej zespół są otwarci na dalszą współpracę nad tym projektem z szerszą społecznością badawczą, w tym z polityki rolnej, żywieniowej i klimatycznej. „Ważne jest, aby połączyć naukę roślinną z szerszymi kwestiami dobrostanu ludzi. Ponieważ klimat wciąż się zmienia, musimy myśleć holistycznie o rodzajem budowlanego systemu żywnościowego – takiego, który nie tylko produkuje wystarczającą ilość żywności, ale także promuje zdrowie, równość i odporność”, mówi Ekele. „Jedzenie to coś więcej niż kalorie; to podstawa rozwoju człowieka i adaptacji klimatu”.
Badania są prezentowane na dorocznej konferencji Towarzystwa Biologii Eksperymentalnej w Antwerpii w Belgii 8 lipca 2025 r.