دانههای سویا از همین حالا نقش مهمی در زندگی مدرن ایفا میکنند. از تغذیه مرغها، خوکها، گاوها، ماهیها گرفته تا تولید روغن خوراکی، غذاهای گیاهی، بسیاری از محصولات فرآوریشده، همگی به این محصول وابستهاند.
به همین دلیل، هر تغییری در سویا تنها به مزرعه محدود نمیشود و میتواند زنجیره غذایی و صنایع مختلف را تحت تأثیر قرار دهد.
مطالعهای جدید نشان میدهد که شرایط اقلیمی آینده ممکن است سویا را وارد معاملهای عجیب کند؛ تولید بیشتر دانه، اما با ارزش غذایی کمتر.
بر اساس نتایج این پژوهش، فشار همزمان ناشی از افزایش دیاکسید کربن، گرمای بیشتر، خشکسالی، میتواند باعث شود گیاه سویا تا ۵۰ درصد دانه بیشتری تولید کند، اما بخشی از مواد مغذی ارزشمند خود را از دست بدهد.
سویا بیشتر، ارزش غذایی کمتر
مارکو باکریج و تیم پژوهشی او در مؤسسه علوم زیستی دانشگاه سائوپائولو بررسی کردند که دانههای سویا چگونه ممکن است در برابر تغییرات اقلیمی واکنش نشان دهند.
اهمیت این تحقیق از آنجا ناشی میشود که سویا به دلیل پروتئین بالای خود بسیار ارزشمند است. اگر میزان این پروتئین کاهش یابد، کشاورزان، تولیدکنندگان خوراک دام باید معیارهای خود برای ارزیابی موفقیت محصولات کشاورزی را بازنگری کنند.
این مطالعه نشان داد زمانی که گیاهان سویا بهطور همزمان در معرض سه فشار اقلیمی قرار گرفتند، میزان نشاسته دانهها ۲۰ درصد، میزان پروتئین ۶ درصد کاهش یافت. در مقابل، مقدار اسیدهای آمینه ۱۷۵ درصد افزایش پیدا کرد.
باکریج گفت: «این افزایش اسیدهای آمینه غیرمنتظره بود. ما حتی نمیدانیم این موضوع چه تأثیری بر حیوانات خواهد داشت.»
او افزود: «باید اثرات این سه عامل همزمان بر متابولیسم پروتئین را درک کنیم، زیرا این مسئله برای سویایی که در خوراک دام استفاده میشود بسیار مهم است.»
«ما مشاهده کردیم که در سناریوهای شدید تغییرات اقلیمی، پروتئین کاهش پیدا میکند. علاوه بر این، دانه سویا نشاسته خود را نیز از دست میدهد که به معنای انرژی کمتر است.»
چرا دیاکسید کربن داستان را تغییر میدهد؟
دیاکسید کربن میتواند مانند سوختی برای گیاهان عمل کند. زمانی که سطح آن افزایش مییابد، بسیاری از گیاهان سریعتر رشد میکنند و بذر بیشتری تولید میکنند.
در این پژوهش، افزایش دیاکسید کربن بهتنهایی باعث شد تولید دانه سویا تا ۱۴۲ درصد افزایش یابد.
اما تغییرات اقلیمی بهصورت تکعاملی رخ نمیدهد. گرما، خشکسالی نیز همراه آن ظاهر میشوند. دمای بالا بهتنهایی عملکرد محصول را ۹۱ درصد کاهش داد، در حالی که خشکسالی باعث افت ۶۰ درصدی شد.
دیاکسید کربن تا حدی اثرات خشکسالی را کاهش داد، زیرا گیاه توانست بخشی از روزنههای خود را ببندد. این منافذ کوچک روی برگها به تنفس گیاه، آزادسازی آب کمک میکنند.
باکریج توضیح داد: «ما دریافتیم که CO₂ از گیاه در برابر اثرات خشکسالی محافظت میکند.»
دانهها از یک الگوی ساده پیروی نمیکنند
پژوهشگران تمرکز خود را بر دانه گذاشتند، زیرا دانه اصلیترین محصول اقتصادی گیاه سویاست.
آنها دریافتند که گیاه صرفاً اثرات گرما، خشکسالی، دیاکسید کربن را با هم جمع نمیکند. ترکیب این عوامل واکنشی متفاوت ایجاد میکند.
باکریج گفت: «این مطالعه کاملاً بر کشاورزی متمرکز است. انتظار داشتم سه عامل تنشزا یکدیگر را خنثی کنند و تغییر اندکی در رشد گیاه ایجاد شود. اما شگفتزده شدم که گیاه در حضور هر سه عامل بیشتر رشد کرد.»
او افزود: «این موضوع نشان میدهد که دما، سطح بالای CO₂ در ایجاد این اثر نقش دارند، زیرا خشکسالی بهتنهایی موجب کاهش تولید گیاه میشود.»
کاهش سطح نشاسته نشان میدهد گیاه کربن جذبشده را به سمت ساخت دیواره سلولی هدایت کرده است؛ در نتیجه، فیبر بیشتری تولید میشود، اما انرژی کمتری در دانه ذخیره خواهد شد.
باکریج گفت: «به بیان دیگر، دیاکسید کربن بالا باعث انحراف از متابولیسم طبیعی دانه سویا میشود. خشکسالی انحراف دوم، دما انحراف سوم را ایجاد میکنند.»
او ادامه داد: «وقتی هر سه عامل را با هم ترکیب میکنیم، با انحراف چهارمی روبهرو میشویم. این یعنی فرآیند خطی نیست و این یکی از مهمترین یافتههای پژوهش اخیر ما محسوب میشود.»
پژوهشگران چگونه آینده را شبیهسازی کردند؟
تیم تحقیقاتی از محفظههای روباز با ارتفاع حدود ۱.۶ تا ۱.۷ متر استفاده کرد. آنها میزان دیاکسید کربن را از حدود ۴۰۰ قسمت در میلیون به ۸۰۰ قسمت در میلیون افزایش دادند.
همچنین دما را حدود ۵ درجه سانتیگراد افزایش دادند و با کاهش آبیاری، شرایط خشکسالی را ایجاد کردند.
باکریج گفت: «ما گیاه را تحت حداکثر فشار ممکن قرار دادیم؛ دمایی ۵ درجه بالاتر، دو برابر شدن CO₂ تا گیاه مجبور شود واکنش نشان دهد.»
این تیم برای برآورد اثرات سهگانه از هوش مصنوعی، مدلهای پیشبینی استفاده کرد، زیرا آزمایش همزمان تمام شرایط ممکن به فضای بیشتر، تجهیزات گستردهتری نیاز داشت.
آینده محصولات کشاورزی چه خواهد بود؟
پژوهشگران اکنون قصد دارند ژنهای مسئول این واکنشهای تنشی را شناسایی کنند. این اقدام میتواند به اصلاحگران گیاهی کمک کند تا ارقام سویایی تولید کنند که در شرایط سخت اقلیمی، سطح پروتئین پایدارتری داشته باشند.
باکریج گفت: «با این دانش میتوانیم گیاه را به گونهای بازطراحی کنیم که مثلاً همان مقدار پروتئین را تولید کند، اما نشاسته کمتری از دست بدهد.»
او افزود: «در نهایت، امکان آمادهسازی بذرها برای سازگاری بهتر با تغییرات اقلیمی فراهم خواهد شد.»
به گفته پژوهشگران، سایر محصولات کشاورزی نیز ممکن است واکنشهای پیچیده مشابهی نشان دهند. این تیم پیشتر اثر دو عامل اقلیمی را بر نیشکر بررسی کرده و اکنون قصد دارد عامل دما را نیز به مدلهای آینده مبتنی بر هوش مصنوعی اضافه کند.
باکریج گفت: «احتمال دارد گونههای دیگر نیز رفتاری مشابه داشته باشند. ما پیشتر آزمایش اثرات دوگانه را روی نیشکر انجام دادهایم. اکنون باید دما را نیز بررسی کرده، شبیهسازیها را با استفاده از هوش مصنوعی انجام دهیم.»
نتیجهگیری
این پژوهش نشان میدهد تغییرات اقلیمی ممکن است اگرچه تولید سویا را افزایش دهد، اما همزمان کیفیت تغذیهای آن را کاهش دهد. در جهانی که سویا یکی از پایههای امنیت غذایی محسوب میشود، حفظ تعادل میان کمیت، کیفیت به یکی از مهمترین چالشهای کشاورزی آینده تبدیل خواهد شد.
نظر شما چیست؟ آیا کشاورزی مدرن میتواند خود را با پیامدهای تغییرات اقلیمی سازگار کند؟ دیدگاهتان را با ما به اشتراک بگذارید.
