Polenska kriza napravila pometnju među naučnicima: Panično traže rešenje i plaše se najgoreg scenarija - drastične nestašice hrane!
Toplotni talasi prave problem koji se značajno odražava na količinu useva, a poljoprivrednici brinu da uskoro neće moći da nađu način da pomognu biljkama da donesu plod
Osim vidnog poremećaja klime, ekstremnih vrućina koje izazivaju požare i isušuju reke, nepogoda koje pustoše širom sveta, u pozadini se odigrava još jedna kriza velikih razmera koja nije toliko očigledna, a koja bi mogla da utiče na nestašicu osnovnih životnih namirnica.
Mnogi usevi koji su nam potrebni da bismo se prehranili moraju da se oprašuju da bi se proizvodila hrana, ali ekstremna toplota može da uništi polen. Ovo je problem u svetu koji se suočava sa klimatskim promenama, pa naučnici užurbano traže rešenje za njega.
Prošlog juna Aron Flansburg je osetio skok temperature i znao je šta to znači za njegov rod uljane repice. Farmer pete generacije u državi Vašington, na severozapadu Sjedinjenih Američkih Država, zasadio je repicu i očekivao da procveta u hladnim nedeljama ranog leta, ali prošle godine temperatura u tom kraju dostizala je 42 stepena celzijusa baš kada se cveće otvorilo.
- Skoro je nezapamćeno da u našoj oblasti temperatura bude tolika u junu - kazao je on.
Pročitajte još:
Žuti cvetovi su se osušili, reprodukcija je zastala, a mnoga semena koja bi bila presovana za ulje nikada nisu nastala. Flansburg je prikupio 272-363 kilograma po akru, a godinu dana ranije, u idealnim vremenskim uslovima, čak 1.225 kilograma.
Mnogi faktori su verovatno doprineli ovoj lošoj žetvi - toplota i suša su se potrajale tokom cvetanja, ali je jedna stvar postala jasna: visoke temperature ubijaju polen.
Profimedia
Čak i uz adekvatno snabdevanje, toplota može oštetiti polen i sprečiti đubrenje repice i mnogih drugih useva, uključujući kukuruz, kikiriki i pirinač. Iz tog razloga mnogi farmeri imaju cilj da podstaknu cvetanje useva pre nego što temperatura poraste.
Ali kako klimatske promene povećavaju broj dana u kojima temperature premašuju 32 stepena celzijusa u regionima širom sveta, a ekstremne višednevne vrućine postaju sve češće, određivanje najboljeg vremena za cvetanje postalo je pravi izazov i često nemoguća misija.
Borba za očuvanje useva
Očekujući rast temperatura u budućnosti i sve nepredvidljivije vremenske uslove, istraživači traže načine da pomognu polenu da pobedi toplotu. Oni otkrivaju gene koji bi mogli da dovedu do sorti otpornijih na toplotu i do uzgoja sorti koje mogu da prežive zimu i cvetaju pre toplotnih udara. Oni ispituju precizne granice polena, pa čak i sakupljaju polen da bi ga prskali direktno na useve kada se vreme poboljša.
Reč je o velikom delu namirnica koje ceo svet koristi u ishrani. Svako seme, zrno i voće koje jedemo direktan je proizvod oprašivanja, objašnjava biohemičar Glorija Mudej sa Univerziteta Vejk Forest u Severnoj Karolini.
- Kritični parametar je maksimalna temperatura tokom reprodukcije - kaže ona.
Šta je tačno problem?
Stvaranje semena počinje kada polenovo zrno napusti prašnik (muški reproduktivni organ biljke) i sleti na lepljivi žig ženskog reproduktivnog organa (tučak), pa tada počne da raste cev. Ovu cev formira jedna ćelija koja raste kroz žig i niz stabljiku koja se zove stubić, sve dok na kraju ne stigne do plodnika, gde isporučuje genetski materijal polenovog zrna.
Profimedia
Rast polenove cevi jedan je od najbržih primera rasta ćelija u biljnom svetu, kaže Mark Vestgejt, profesor emeritus agronomije na Državnom univerzitetu u Ajovi, i objašnjava da ona raste brzinom od jednog centimetra na sat, „što je neverovatno brzo“.
Rast tom brzinom zahteva energiju, ali temperature koje prelaze 32. podelak ne prijaju mnogim usevima, jer proteini koji pokreću metabolizam polenovog zrna počinju da se razlažu, kaže Vestgejt.
U stvari, toplota ometa ne samo rast cevi, već i druge faze razvoja polena, što često dovodi do toga da se polenovo zrno i ne formira ili da pukne, pa samim tim i ne proizvede cev ili proizvede cev koja pukne.
Nisu sve sorte podjednako podložne toploti. Istraživači još uvek pokušavaju da utvrde koji molekularni mehanizmi dovode do toga da polen nekih sorti useva preživi dok polen drugih odumire.
Na primer, oplodnja je veoma osetljiva na toplotu kod mnogih sorti paradajza, i ako su temperature previsoke „polen će izgoreti“, kaže Rendal Paterson, predsednik Udruženja uzgajivača paradajza Severne Karoline.
Paterson pokušava da podstakne svoje zasade paradajza da cvetaju tokom najdužeg perioda noći kada su temperature niže od 21 stepen i tokom dana kada ne premašuju 32 stepena. Taj period obično traje od tri do pet nedelja.
Pixabay
- Ako bude toplije i ako budemo imali više noći u kojima temperatura prelazi 21 stepen, nećemo imati dovoljno vremena - kaže on.
Mudejeva proučava polen mutantne biljke paradajza koja bi možda mogla da podnese i drugačije vremenske uslove. Njen tim je 2018. izvestio da antioksidansi poznati kao flavonoli igraju važnu ulogu u suzbijanju visoko reaktivnih molekula koji sadrže kiseonik, nazvanih reaktivne vrste kiseonika (ROS), koje bi inače porasle do destruktivnih nivoa na visokim temperaturama.
Glorija Mudej je sada deo multiuniverzitetskog tima koji ima cilj da otkrije molekularne mehanizme i osnovne gene koji bi mogli da pomognu polenu paradajza da prebrodi toplotni talas. Nadamo se da bi uzgajivači mogli da ugrade ove gene u nove, otpornije sorte paradajza.
Traženje alternativnih puteva
Otkrića iz njene početne studije već su pomogla Mudejevoj da razvije paradajz koji proizvodi posebno visok nivo flavonola. U međuvremenu, uzgajivači paradajza i drugih useva već rade na razvoju sorti koje bolje podnose toplotu.
- Ako će farmeri na severozapadu Pacifika ili u planinskim državama i u visokim ravnicama uzgajati grašak, a klima će biti toplija, onda moramo da imamo grašak sa većom tolerancijom na toplotu - kaže uzgajivač biljaka i genetičar Rebeka Makdži iz Službe za poljoprivredna istraživanja američkog Ministarstva poljoprivrede u Pulmanu (u Vašingtonu).
Pixabay
Mahunarke uključuju sušeni pasulj, grašak, sočivo i leblebije. Ove biljke ne zahtevaju mnogo vlage, ali ako temperature postanu previsoke, reprodukcija će biti onemogućena - kaže Tod Šolc, potpredsednik istraživanja američkog Saveta za suvi grašak i sočivo. Isti toplotni talas koji je prošle godine pogodio Flansburgov usev desetkovao je biljke mahunarke. Žetve sočiva i suvog graška pale su na oko polovinu prosečne proizvodnje, dok je usev leblebija pao za više od 60 odsto.
Makdžijeva uzgaja neke sorte graška i sočiva kako bi bili otpornije na visoke temperature, dok u okviru drugih projekata koristi drugačiji i pomalo suprotan pristup: uzgaja useve koji mogu da izdrže hladnoću.
Na severu SAD uzgajivači obično sade mahunarke u proleće. Ali Makdžijeva uzgaja grašak, sočivo i leblebije koji se seju u jesen. Ideja je da ove sorte prežive zimu, a zatim da počnu da cvetaju u rano leto, što im daje priliku da se uspešno oprašuju pre toplotnog talasa.
Prošle godine Makdžijeva je proizvođačima semena dala ograničenu količinu prve tri jesenje posejane sorte graška prehrambenog kvaliteta za njen region. Ona kaže da on cveta oko dve nedelje pre većine prolećnog graška i da daje dvostruki prinos, ali da ne može da garantuje da će procvetati pre toplotnog talasa.
Trajno oštećenje posle samo nekoliko sati
Na Državnom univerzitetu u Mičigenu Džena Volters proučava kako temperatura utiče na polen i oprašivače kod voća.
Tokom vikenda Dana sećanja 2018. temperatura u jugozapadnom Mičigenu zadržala se na 35 stepeni celzijusa, dok su pčele zujale između grozdova delikatnih belih cvetova na grmovima borovnice. Do berbe, mnogi plodovi su bili manji nego obično ili se nisu u potpunosti formirali. U državi koja prosečno proizvodi 45.359 tona borovnice godišnje, uzgajivači su ubrali samo 29.937 tona.
Pixabay
Voltersova istražuje šta je tačno pošlo po zlu. Počela je određivanjem toplotne granice zrna polena borovnice, a njeni rezultati, koji još nisu objavljeni, ukazuju na to da na temperaturama višim od 35 stepeni cevi borovnice ne uspevaju da rastu.
Ona je takođe simulirala toplotni talas tako što je izlagala polenova zrna temperaturama od 37,5 stepeni celzijusa tokom četiri sata, a zatim spustila temperaturu na 25 stepeni još 20 sati.
- U osnovi nema povratka. Izlaganje toploti samo četiri sata dovoljno je da dovede do trajnog oštećenja - zaključila je ona.
Moguće je da bi pregrejani grmovi borovnice s vremenom mogli dovesti do manjeg broja oprašivača borovnice, kaže Voltersova. Ona i njene kolege upoređuju nutritivne vrednosti polena izloženog toploti i polena bez stresa, tražeći razlike u proteinima, ugljenim hidratima i drugim faktorima koji bi mogli biti kritični za zdravlje pčela.
Ove godine Voltersova će ispuniti osam kaveza sa mrežastim zidovima veličine 1,8 metara sa 3,7 metara na kojima je zasađeno više od dve desetine grmova borovnice u saksijama, u koje će ubaciti nekoliko ženskih pčela plavih voćnjaka, jednu od mnogih vrsta pčela koja oprašuje cvetove borovnice. Četiri sata dnevno, tokom četiri ili pet nedelja, ona će pratiti kako pčele polažu jaja i traže polen na žbunju koje je u polovini kaveza rano bilo izloženo toplotnom stresu.
Ako toplota uništava polen, nutritivni stres će dovesti do toga da ženke prave više muških jaja, za koje je potrebno manje polena za proizvodnju. Ali muške plave voćne pčele su manje korisne za uzgajivače borovnice, jer samo ženke oprašuju i polažu jaja. Da bi nadoknadili gubitak polena, kaže Voltersova, uzgajivači bi mogli razmotriti sadnju traka divljeg cveća koje je tolerantnije na toplotu i koje bi oprašivačima moglo da obezbedi dodatne hranljive materije.
Bonus video
Pratite sve vesti iz Srbije i sveta na našem Telegram kanalu.
Instalirajte našu iOS ili android aplikaciju – 24sedam Vest koja vredi
Komentari