افزایش دی اکسید کربن منجر به بی کیفیتی مواد غذایی در زمین می شود

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

مقاله ای در مورد کارهای یک دانشمند گرجی که با ورود به ایالات متحده، علاوه بر ریاضیات، به زیست شناسی نیز پرداخت. او شروع به مشاهده تغییرات در زندگی گیاهان بسته به کیفیت هوا و نور کرد. نتیجه زیست محیطی بود: رشد دی اکسید کربن در جو رشد گیاهان را تسریع می کند، اما آنها را از مواد مفید برای انسان محروم می کند.

ایراکلی لولادزه با تحصیلات ریاضیدان است، اما در آزمایشگاه بیولوژیکی بود که با معمایی روبرو شد که کل زندگی او را تغییر داد. این اتفاق در سال 1998 رخ داد، زمانی که لولادزه دکترای خود را از دانشگاه آریزونا دریافت می کرد. یکی از زیست‌شناسان در کنار ظروف شیشه‌ای که با جلبک‌های سبز روشن می‌درخشید، به لولادزه و نیم دوجین دیگر از دانشجویان فارغ‌التحصیل گفت که دانشمندان چیزی مرموز در مورد زئوپلانکتون کشف کرده‌اند.

زئوپلانکتون ها حیوانات میکروسکوپی هستند که در اقیانوس ها و دریاچه های جهان شنا می کنند. آنها از جلبک ها که اساساً گیاهان کوچکی هستند تغذیه می کنند. دانشمندان دریافته‌اند که با افزایش جریان نور، می‌توان رشد جلبک‌ها را تسریع کرد و در نتیجه منابع غذایی برای زئوپلانکتون‌ها را افزایش داد و تأثیر مثبتی بر توسعه آن داشت. اما امیدهای دانشمندان محقق نشد. هنگامی که محققان شروع به پوشش بیشتر جلبک ها کردند، رشد آنها واقعاً تسریع شد. حیوانات ریز غذای زیادی دارند، اما، به طرز متناقضی، در مقطعی در آستانه بقا بودند. افزایش مقدار غذا باید منجر به بهبود کیفیت زندگی زئوپلانکتون ها می شد و در نهایت تبدیل به یک مشکل می شد. چطور ممکن است این اتفاق بیفتد؟

با وجود این واقعیت که لولادزه به طور رسمی در دانشکده ریاضیات تحصیل کرد، او هنوز عاشق زیست شناسی بود و نمی توانست از فکر کردن به نتایج تحقیقات خود دست بکشد. زیست شناسان تصور تقریبی از آنچه اتفاق افتاده بود داشتند. نور بیشتر باعث شد جلبک ها سریعتر رشد کنند، اما در نهایت باعث کاهش مواد مغذی مورد نیاز برای تولید مثل زئوپلانکتون ها شد. با تسریع رشد جلبک ها، محققان اساسا آنها را به فست فود تبدیل کردند. زئوپلانکتون غذای بیشتری داشت، اما مغذی آن کمتر شد و به همین دلیل حیوانات شروع به گرسنگی کردند.

لولادزه از پیشینه ریاضی خود برای کمک به اندازه گیری و توضیح پویایی که وابستگی زئوپلانکتون ها به جلبک ها را نشان می دهد استفاده کرد. او به همراه همکارانش مدلی را توسعه داد که رابطه بین یک منبع غذایی و حیوانی را که به آن وابسته است را نشان داد. آنها اولین مقاله علمی خود را در این زمینه در سال 2000 منتشر کردند. اما جدای از این، توجه لولادزه به سوال مهم‌تر آزمایش معطوف شد: این مشکل تا کجا می‌تواند پیش برود؟

لولادزه در مصاحبه ای به یاد آورد: «از اینکه نتایج چقدر گسترده بود شگفت زده شدم. آیا علف و گاو ممکن است تحت تأثیر همین مشکل قرار گیرند؟ برنج و مردم چطور؟ این دانشمند گفت: «لحظه ای که من شروع به فکر کردن به تغذیه انسان کردم نقطه عطفی برای من بود.

در دنیای فراتر از اقیانوس، مشکل این نیست که گیاهان به طور ناگهانی نور بیشتری دریافت می کنند: آنها سال هاست که دی اکسید کربن بیشتری مصرف می کنند. هر دو برای رشد گیاهان ضروری هستند. و اگر نور بیشتر منجر به جلبک‌های «فست فود» سریع‌رشد اما کم‌مغذی با نسبت قند به ماده مغذی متعادل شود، منطقی است که فرض کنیم افزایش غلظت دی‌اکسید کربن می‌تواند همین اثر را داشته باشد. و می تواند گیاهان را در سراسر سیاره تحت تاثیر قرار دهد. این برای گیاهانی که می خوریم چه معنایی دارد؟

علم به سادگی نمی دانست که لولادزه چه چیزی را کشف کرد. بله، این واقعیت که سطح دی اکسید کربن در اتمسفر افزایش یافته بود قبلاً به خوبی شناخته شده بود، اما دانشمند از این که چقدر تحقیقات کمی برای تأثیر این پدیده بر گیاهان خوراکی انجام شده است شگفت زده شد. او برای 17 سال بعد، در ادامه کار ریاضی خود، ادبیات علمی و داده هایی را که می توانست پیدا کند، به دقت مطالعه کرد. و به نظر می رسید که نتایج به یک جهت نشان می دهد: تأثیر فست فودی که او در آریزونا درباره آن آموخته بود در مزارع و جنگل های سراسر جهان ظاهر می شد. لولادزه توضیح داد: "با ادامه افزایش سطح CO2، هر برگ و تیغه علف روی زمین قند بیشتری تولید می کند." ما شاهد بزرگ‌ترین تزریق کربوهیدرات‌ها به بیوسفر در تاریخ بوده‌ایم – تزریقی که سایر مواد مغذی موجود در منابع غذایی ما را رقیق می‌کند.»

این دانشمند داده هایی را که چند سال پیش جمع آوری کرده بود منتشر کرد و به سرعت توجه گروه کوچک اما نسبتا نگران کننده ای از محققان را به خود جلب کرد که سوالات نگران کننده ای را در مورد آینده تغذیه ما مطرح می کنند. آیا دی اکسید کربن می تواند تأثیری بر سلامت انسان داشته باشد که ما هنوز مطالعه نکرده ایم؟ به نظر می رسد که پاسخ مثبت است و در جستجوی شواهد، لولادزه و سایر دانشمندان مجبور شدند مبرم ترین سؤالات علمی را مطرح کنند، از جمله: " انجام تحقیق در زمینه ای که هنوز وجود ندارد چقدر دشوار است؟"

در تحقیقات کشاورزی، این خبر که بسیاری از غذاهای مهم در حال کم‌مغذی شدن هستند، جدید نیست. اندازه گیری میوه ها و سبزیجات نشان می دهد که محتوای مواد معدنی، ویتامین ها و پروتئین در آنها طی 50 تا 70 سال گذشته به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. محققان معتقدند دلیل اصلی بسیار ساده است: زمانی که ما اصلاح نژاد می کنیم و محصولات را انتخاب می کنیم، اولویت اصلی ما بازدهی بالاتر است، نه ارزش غذایی، در حالی که انواعی که محصول بیشتری دارند (خواه کلم بروکلی، گوجه فرنگی یا گندم) ارزش غذایی کمتری دارند.

در سال 2004، یک مطالعه کامل روی میوه‌ها و سبزیجات نشان داد که از سال 1950 همه چیز از پروتئین و کلسیم گرفته تا آهن و ویتامین C در بیشتر محصولات باغی کاهش چشمگیری داشته است. نویسندگان به این نتیجه رسیدند که این عمدتاً به دلیل انتخاب انواع برای پرورش بیشتر است.

لولادزه، همراه با چند دانشمند دیگر، مشکوک است که این پایان کار نیست و شاید خود جو در حال تغییر غذای ما باشد. گیاهان به همان روشی که مردم به اکسیژن نیاز دارند به دی اکسید کربن نیاز دارند. سطح CO2 در جو همچنان در حال افزایش است - در یک بحث قطبی فزاینده در مورد علم آب و هوا، هرگز به ذهن کسی نمی رسد که این واقعیت را رد کند. قبل از انقلاب صنعتی، غلظت دی اکسید کربن در جو زمین حدود 280 ppm بود (قسمت در میلیون، یک میلیونیم واحد اندازه گیری هر مقدار نسبی است، برابر با 1 · 10-6 از شاخص پایه - ویرایش.). سال گذشته این مقدار به 400 پی پی ام رسید. دانشمندان پیش بینی می کنند که در نیم قرن آینده، ما احتمالاً به 550 ppm خواهیم رسید، که دو برابر بیشتر از زمانی است که آمریکایی ها برای اولین بار استفاده از تراکتور را در کشاورزی شروع کردند در هوا بود.

برای کسانی که علاقه زیادی به پرورش گیاهان دارند، این پویایی ممکن است مثبت به نظر برسد. علاوه بر این، سیاستمداران قبلاً به این شکل پنهان می شدند و بی تفاوتی خود را نسبت به پیامدهای تغییرات آب و هوایی توجیه می کردند. لامار اسمیت جمهوری خواه، رئیس کمیته علمی مجلس نمایندگان آمریکا، اخیراً استدلال کرد که مردم نباید آنقدر نگران افزایش سطح دی اکسید کربن باشند. به گفته وی برای گیاهان مفید است و آنچه برای گیاهان مفید است برای ما مفید است.

یک جمهوری خواه از تگزاس نوشت: غلظت بالاتر دی اکسید کربن در جو ما باعث افزایش فتوسنتز می شود که به نوبه خود منجر به افزایش سرعت رشد گیاهان می شود. محصولات غذایی در حجم بیشتری تولید خواهند شد و کیفیت آنها بهتر خواهد شد.

اما همانطور که آزمایش زئوپلانکتون نشان داد، حجم بیشتر و کیفیت بهتر همیشه دست به دست هم نمی دهند. برعکس، می توان رابطه معکوس بین آنها برقرار کرد. در اینجا بهترین دانشمندان این پدیده را توضیح می دهند: افزایش غلظت دی اکسید کربن فتوسنتز را تسریع می کند، فرآیندی که به گیاهان کمک می کند نور خورشید را به غذا تبدیل کنند. در نتیجه، رشد آنها تسریع می‌شود، اما در عین حال شروع به جذب کربوهیدرات‌های بیشتری (مانند گلوکز) می‌کنند که هزینه‌ی سایر مواد مغذی مورد نیاز ما مانند پروتئین، آهن و روی است.

در سال 2002، لولادزه در حالی که پس از دفاع از پایان نامه دکتری خود در دانشگاه پرینستون ادامه می داد، یک مقاله تحقیقاتی محکم در مجله پیشرو Trends in Ecology and Evolution منتشر کرد که در آن استدلال می کرد که افزایش سطح دی اکسید کربن و تغذیه انسان به طور جدایی ناپذیری با تغییرات جهانی در گیاهان مرتبط است. کیفیت در این مقاله، لولادزه از کمبود داده ها شکایت کرد: در میان هزاران مقاله در مورد گیاهان و افزایش سطح دی اکسید کربن، او تنها یکی را یافت که بر تأثیر گاز بر تعادل مواد مغذی در برنج متمرکز بود، محصولی که میلیاردها نفر به آن متکی هستند. محصول. (مقاله ای که در سال 1997 منتشر شد به کاهش سطح روی و آهن در برنج می پردازد.)

لولادزه در مقاله خود اولین کسی بود که تأثیر دی اکسید کربن را بر کیفیت گیاهان و تغذیه انسان نشان داد. با این حال، دانشمند بیش از آنکه پاسخی بیابد، سوالاتی را مطرح کرد و به درستی استدلال کرد که هنوز شکاف های زیادی در این مطالعه وجود دارد. اگر تغییراتی در ارزش غذایی در تمام سطوح زنجیره غذایی رخ دهد، نیاز به مطالعه و اندازه گیری دارند.

به نظر می رسد بخشی از مشکل در خود دنیای تحقیق بوده است. برای به دست آوردن پاسخ، لولادزه به دانش در زمینه زراعت، تغذیه و فیزیولوژی گیاهی نیاز داشت که کاملاً با ریاضیات مزه دار شود. می شد به قسمت آخر پرداخت، اما در آن زمان او تازه کار علمی خود را شروع کرده بود و گروه های ریاضی علاقه خاصی به حل مشکلات کشاورزی و سلامت انسان نداشتند. لولادزه برای تأمین بودجه برای تحقیقات جدید تلاش کرد و در همان زمان به جمع‌آوری دیوانه‌وار تمام داده‌های ممکن که قبلاً توسط دانشمندان از سراسر جهان منتشر شده بود، ادامه داد. او به بخش مرکزی کشور رفت، به دانشگاه نبراسکا-لینکلن، جایی که به او سمت دستیار بخش پیشنهاد شد. این دانشگاه فعالانه درگیر تحقیقات در زمینه کشاورزی بود که چشم اندازهای خوبی به همراه داشت، اما لولادزه فقط یک معلم ریاضیات بود. همانطور که به او توضیح داده شد، اگر خودش تأمین مالی کند، می تواند به تحقیقات خود ادامه دهد. اما او به مبارزه ادامه داد. در توزیع کمک هزینه در گروه زیست شناسی، به دلیل این واقعیت که درخواست او توجه زیادی به ریاضیات دارد، و در گروه ریاضی - به دلیل زیست شناسی، رد شد.

لولادزه به یاد می آورد: "سال به سال، من رد پس رد می شدم." - من مستأصل بودم. فکر نمی‌کنم مردم اهمیت تحقیق را درک کنند.»

این سوال نه تنها در ریاضیات و زیست شناسی از تخته خارج شد. گفتن اینکه کاهش ارزش غذایی محصولات اصلی به دلیل افزایش غلظت دی اکسید کربن کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است، دست کم گرفته شده است. این پدیده به سادگی در کشاورزی، بهداشت و تغذیه مورد بحث قرار نمی گیرد. اصلا

هنگامی که خبرنگاران ما با کارشناسان تغذیه تماس گرفتند تا در مورد موضوع مطالعه بحث کنند، تقریباً همه آنها بسیار شگفت زده شدند و از آنها پرسیدند که از کجا می توانند داده ها را پیدا کنند. یکی از دانشمندان برجسته از دانشگاه جان هاپکینز پاسخ داد که این سؤال بسیار جالب است، اما اعتراف کرد که او چیزی در مورد آن نمی داند. او مرا به متخصص دیگری ارجاع داد که او هم برای اولین بار در مورد آن شنید.آکادمی تغذیه و رژیم غذایی، انجمنی متشکل از تعداد زیادی از متخصصان تغذیه، به من کمک کرد تا با رابین فوروتان، متخصص تغذیه، که او نیز با این مطالعه ناآشنا بود، ارتباط برقرار کنم.

فوروتان پس از خواندن چند مقاله در مورد این موضوع نوشت: "این واقعا جالب است، و شما درست می گویید، تعداد کمی از مردم می دانند." او همچنین افزود که مایل است این موضوع را عمیق‌تر بررسی کند. به ویژه، او علاقه مند است که چگونه حتی افزایش اندک در مقدار کربوهیدرات در گیاهان می تواند بر سلامت انسان تأثیر بگذارد.

فوروتان گفت: "ما نمی دانیم که یک تغییر کوچک در محتوای کربوهیدرات در غذا می تواند منجر به چه چیزی شود." مرتبط با چاقی و دیابت. - تغییرات در زنجیره غذایی تا چه حد می تواند بر این امر تأثیر بگذارد؟ هنوز نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم.»

ما از یکی از مشهورترین متخصصان در این زمینه خواستیم در مورد این پدیده اظهار نظر کند - ماریون نسل، استاد دانشگاه نیویورک. Nesl به مسائل مربوط به فرهنگ غذایی و مراقبت های بهداشتی می پردازد. در ابتدا، او نسبتاً در مورد همه چیز شک داشت، اما قول داد که اطلاعات موجود در مورد تغییرات آب و هوا را با جزئیات مطالعه کند، پس از آن موضع متفاوتی گرفت. او همچنین با ابراز نگرانی نوشت: "شما مرا متقاعد کردید." - کاملاً مشخص نیست که آیا کاهش ارزش غذایی غذاها ناشی از افزایش غلظت دی اکسید کربن می تواند به طور قابل توجهی بر سلامت انسان تأثیر بگذارد یا خیر. ما به داده های بسیار بیشتری نیاز داریم."

کریستی ابی، محقق دانشگاه واشنگتن، در حال مطالعه ارتباط بین تغییرات آب و هوا و سلامت انسان است. او یکی از معدود دانشمندان آمریکایی است که به پیامدهای جدی احتمالی تغییر میزان دی اکسید کربن علاقه مند است و در هر سخنرانی به این موضوع اشاره می کند.

ناشناخته های زیادی وجود دارد، ابی متقاعد شده است. به عنوان مثال، از کجا می دانید که نان دیگر حاوی ریزمغذی هایی نیست که 20 سال پیش در آن وجود داشت؟

ابی می گوید که ارتباط بین دی اکسید کربن و تغذیه بلافاصله برای جامعه علمی آشکار نشد، دقیقاً به این دلیل که زمان زیادی طول کشید تا تعامل آب و هوا و سلامت انسان را به طور کلی بررسی کنند. ابی می‌گوید: «معمولاً همه چیز در آستانه تغییر به نظر می‌رسد.»

در کارهای اولیه لولادزه، سؤالات جدی مطرح شد که یافتن پاسخ برای آنها دشوار، اما کاملاً واقع بینانه است. چگونه افزایش غلظت CO2 اتمسفر بر رشد گیاه تأثیر می گذارد؟ سهم اثر دی اکسید کربن در کاهش ارزش غذایی غذا نسبت به سایر عوامل مثلا شرایط رشد چقدر است؟

اجرای یک آزمایش در سطح مزرعه برای کشف اینکه چگونه دی اکسید کربن بر گیاهان تأثیر می گذارد نیز یک کار دشوار، اما شدنی است. محققان از روشی استفاده می کنند که میدان را به یک آزمایشگاه واقعی تبدیل می کند. یک مثال ایده آل امروزه آزمایش غنی سازی دی اکسید کربن در هوای آزاد (FACE) است. در جریان این آزمایش، دانشمندان در هوای آزاد دستگاه هایی در مقیاس بزرگ ایجاد می کنند که دی اکسید کربن را روی گیاهان در یک منطقه خاص اسپری می کنند. سنسورهای کوچک سطح CO2 را کنترل می کنند. هنگامی که دی اکسید کربن بیش از حد از زمین خارج می شود، یک دستگاه ویژه دوز جدیدی را برای ثابت نگه داشتن سطح اسپری می کند. سپس دانشمندان می توانند مستقیماً این گیاهان را با گیاهانی که در شرایط عادی رشد می کنند مقایسه کنند.

آزمایش های مشابه نشان داده است که گیاهانی که در شرایط افزایش میزان دی اکسید کربن رشد می کنند، تغییرات قابل توجهی را تجربه می کنند. بنابراین، در گروه گیاهان C3، که تقریباً 95٪ از گیاهان زمین را شامل می شود، از جمله گیاهانی که ما می خوریم (گندم، برنج، جو و سیب زمینی)، میزان مواد معدنی مهم - کلسیم، سدیم، روی کاهش یافت. و آهن با توجه به پیش بینی واکنش گیاهان به تغییرات غلظت دی اکسید کربن، در آینده نزدیک میزان این مواد معدنی به طور متوسط 8 درصد کاهش خواهد یافت. همین داده ها همچنین نشان دهنده کاهش، گاهی کاملاً قابل توجه، در محتوای پروتئین در محصولات C3 - در گندم و برنج به ترتیب 6 و 8 درصد است.

در تابستان امسال، گروهی از دانشمندان اولین اثری را منتشر کردند که در آن تلاش هایی برای ارزیابی تأثیر این تغییرات بر جمعیت زمین انجام شد. گیاهان منبع ضروری پروتئین برای مردم کشورهای در حال توسعه هستند. محققان تخمین می زنند که 150 میلیون نفر تا سال 2050 در خطر کمبود پروتئین هستند، به ویژه در کشورهایی مانند هند و بنگلادش. دانشمندان همچنین دریافته اند که 138 میلیون نفر به دلیل کاهش میزان روی که برای سلامت مادران و کودکان حیاتی است، در معرض خطر خواهند بود. آنها تخمین می زنند که بیش از 1 میلیارد مادر و 354 میلیون کودک در کشورهایی زندگی می کنند که پیش بینی می شود میزان آهن موجود در غذای آنها کاهش یابد، که می تواند خطر جدی کم خونی گسترده را تشدید کند.

چنین پیش‌بینی‌هایی هنوز در مورد ایالات متحده که رژیم غذایی اکثر مردم متنوع است و حاوی پروتئین کافی است، اعمال نشده است. با این حال، محققان به افزایش میزان قند در گیاهان اشاره می‌کنند و می‌ترسند که اگر این میزان ادامه یابد، مشکلات چاقی و قلبی عروقی بیشتر خواهد شد.

USDA همچنین در تحقیقات مربوط به رابطه دی اکسید کربن با تغذیه گیاه مشارکت قابل توجهی دارد. لوئیس زیسکا، فیزیولوژیست گیاهی در خدمات تحقیقات کشاورزی در بلتسویل، مریلند، تعدادی مقاله تغذیه ای نوشته است که برخی از سؤالات لولادزه را 15 سال پیش مطرح کرده است.

زیسکا آزمایش ساده تری ابداع کرد که نیازی به رشد گیاهان نداشت. او تصمیم گرفت تغذیه زنبورها را مطالعه کند.

گلدنرود یک گل وحشی است که بسیاری آن را علف هرز می دانند، اما برای زنبورها ضروری است. در اواخر تابستان گل می دهد و گرده آن منبع پروتئینی مهمی برای این حشرات در زمستان سخت است. مردم هرگز به طور خاص میله طلایی را پرورش نداده اند یا گونه های جدیدی ایجاد نکرده اند، بنابراین با گذشت زمان، برخلاف ذرت یا گندم، تغییر چندانی نکرده است. صدها نمونه از میله طلایی در آرشیو عظیم مؤسسه اسمیتسونین نگهداری می شود که اولین آنها به سال 1842 باز می گردد. این به زیسکا و همکارانش اجازه داد تا چگونگی تغییر گیاه را از آن زمان ردیابی کنند.

محققان دریافتند که از زمان انقلاب صنعتی، محتوای پروتئین گرده گلدن میله طلایی به میزان یک سوم کاهش یافته است و این کاهش ارتباط نزدیکی با افزایش دی اکسید کربن دارد. دانشمندان مدتهاست در تلاش برای کشف دلایل کاهش جمعیت زنبورهای عسل در سراسر جهان هستند - این می تواند تأثیر بدی بر محصولاتی که برای گرده افشانی آنها نیاز است داشته باشد. زیسکا در کار خود پیشنهاد کرد که کاهش پروتئین موجود در گرده قبل از زمستان ممکن است دلیل دیگری باشد که چرا زنبورها برای زنده ماندن در زمستان مشکل دارند.

این دانشمند نگران است که اثرات دی اکسید کربن روی گیاهان به میزان کافی مورد مطالعه قرار نگرفته باشد، با توجه به اینکه تغییر شیوه های کشاورزی ممکن است زمان زیادی ببرد. زیسکا گفت: «ما هنوز فرصتی برای مداخله و استفاده از روش‌های سنتی برای اصلاح وضعیت نداریم. 15 تا 20 سال طول می کشد تا نتایج آزمایشات آزمایشگاهی عملی شود.

همانطور که لولادزه و همکارانش دریافته اند، سؤالات فراگیر و فرابخشی جدید می توانند بسیار پیچیده باشند. فیزیولوژیست های گیاهی زیادی در سرتاسر دنیا وجود دارند که به مطالعه محصولات کشاورزی می پردازند، اما آنها بیشتر بر روی عواملی مانند عملکرد و کنترل آفات تمرکز می کنند. ربطی به تغذیه نداره با توجه به تجربه Loladze، بخش های ریاضیات علاقه خاصی به محصولات غذایی به عنوان موضوع تحقیق ندارند. و مطالعه گیاهان زنده یک تجارت طولانی و پرهزینه است: چندین سال و بودجه جدی برای به دست آوردن اطلاعات کافی در طول آزمایش FACE نیاز است.

علیرغم مشکلات، دانشمندان به طور فزاینده ای به این سوالات علاقه مند هستند و در چند سال آینده ممکن است بتوانند پاسخی برای آنها بیابند.زیسکا و لولادزه که ریاضیات را در کالج علوم بهداشتی برایان در لینکلن، نبراسکا تدریس می کند، با تیمی از دانشمندان از چین، ژاپن، استرالیا و ایالات متحده بر روی یک مطالعه بزرگ در مورد اثرات دی اکسید کربن بر خواص تغذیه ای کار می کنند. برنج یکی از مهم ترین محصولات زراعی است. علاوه بر این، آنها در حال بررسی تغییر در میزان ویتامین ها، اجزای مهم غذایی هستند که تاکنون عملاً انجام نشده است.

اخیراً محققان USDA آزمایش دیگری را انجام دادند. برای اینکه بفهمند سطوح بالاتر CO2 چه تأثیری بر محصولات می‌گذارد، نمونه‌هایی از برنج، گندم و سویا را در دهه‌های 1950 و 1960 برداشتند و آن‌ها را در مناطقی کاشتند که سال‌ها پیش دانشمندان دیگر همان گونه‌ها را کشت کرده بودند.

در میدان تحقیقاتی USDA در مریلند، دانشمندان در حال آزمایش فلفل دلمه ای هستند. آنها می خواهند تعیین کنند که چگونه مقدار ویتامین C با افزایش غلظت دی اکسید کربن تغییر می کند. آنها همچنین قهوه را مطالعه می کنند تا ببینند آیا میزان کافئین در حال کاهش است یا خیر. زیسکا در حالی که مرکز تحقیقاتی در بلتس‌ویل را نشان می‌داد، گفت: «هنوز سؤالات زیادی وجود دارد». "این تازه شروع کار است."

لوئیس زیسکا بخشی از گروه کوچکی از دانشمندان است که تلاش می کنند تغییرات را ارزیابی کنند و دریابند که چگونه بر مردم تأثیر می گذارد. یکی دیگر از شخصیت های کلیدی این داستان ساموئل مایرز، اقلیم شناس دانشگاه هاروارد است. مایرز در راس ائتلاف سلامت سیاره ای قرار دارد. هدف این سازمان ادغام مجدد اقلیم شناسی و مراقبت های بهداشتی است. مایرز متقاعد شده است که جامعه علمی به رابطه بین دی اکسید کربن و تغذیه توجه کافی نمی کند، که این تنها بخشی از تصویر بسیار بزرگتر از تأثیر این تغییرات بر اکوسیستم است. مایرز گفت: «این فقط نوک کوه یخ است. ما به سختی توانستیم مردم را بفهمند که چه تعداد سوال باید داشته باشند."

در سال 2014، مایرز و تیمی از دانشمندان یک مطالعه بزرگ را در مجله نیچر منتشر کردند که به بررسی محصولات کلیدی در چندین مکان در ژاپن، استرالیا و ایالات متحده پرداخت. در ترکیب آنها کاهش میزان پروتئین، آهن و روی به دلیل افزایش غلظت دی اکسید کربن مشاهده شد. این نشریه برای اولین بار توجه واقعی رسانه ها را به خود جلب کرده است.

پیش‌بینی اینکه تغییرات آب و هوایی جهانی چگونه بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارد دشوار است، اما ما برای موارد غیرمنتظره آماده هستیم. یکی از آنها رابطه بین افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو و کاهش ارزش غذایی محصولات C3 است. اکنون ما در مورد آن می دانیم و می توانیم پیشرفت های بعدی را پیش بینی کنیم.

در همان سال، در واقع، در همان روز، لولادزه که در آن زمان ریاضیات را در دانشگاه کاتولیک داگو در کره جنوبی تدریس می کرد، مقاله خود را منتشر کرد - با داده هایی که بیش از 15 سال جمع آوری کرده بود. این بزرگترین مطالعه در مورد افزایش غلظت CO2 و تأثیر آن بر تغذیه گیاه است. لولادزه معمولاً علم گیاهی را به عنوان "پر سر و صدا" توصیف می کند - همانطور که در اصطلاح علمی، دانشمندان منطقه ای را پر از داده های پیچیده نامتجانس می نامند که به نظر می رسد "صدا ایجاد می کنند" و از طریق این "نویز" شنیدن سیگنال مورد نظر غیرممکن است. لایه داده جدید او در نهایت به اندازه کافی بزرگ بود تا سیگنال مورد نظر را از طریق نویز تشخیص دهد و "تغییر پنهان" را که دانشمند نامیده است، تشخیص دهد.

لولادزه دریافت که نظریه او در سال 2002، یا بهتر است بگوییم سوء ظن قوی ای که در آن زمان مطرح کرد، درست از آب درآمد. این مطالعه شامل نزدیک به 130 نوع گیاه و بیش از 15000 نمونه بود که در آزمایشات 30 سال گذشته به دست آمد. غلظت کل مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، روی و آهن به طور متوسط 8 درصد کاهش یافت. مقدار کربوهیدرات نسبت به مقدار مواد معدنی افزایش یافت. گیاهان نیز مانند جلبک ها در حال تبدیل شدن به فست فود بودند.

باید دید این کشف چه تاثیری بر انسان هایی که رژیم غذایی اصلی آنها گیاهان است، خواهد داشت. دانشمندانی که در این موضوع غوطه ور می شوند باید بر موانع مختلفی غلبه کنند: سرعت کند و مبهم بودن تحقیقات، دنیای سیاست، جایی که کلمه "اقلیم" برای متوقف کردن هرگونه صحبت در مورد بودجه کافی است. ساختن "پل های" کاملاً جدید در دنیای علم ضروری خواهد بود - لولادزه در کار خود با پوزخند در این مورد صحبت می کند. هنگامی که مقاله در نهایت در سال 2014 منتشر شد، لولادزه فهرستی از تمام رد کردن بودجه را در برنامه گنجاند.