ระบบอาหารที่เปลี่ยนแปลงไป

สภาพอากาศเลวร้ายในหลายส่วนของโลกในคราวเดียวอาจจำกัดปริมาณอาหารทั่วโลก

การให้อาหารแก่ประชากรโลกเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ และกำลังจะเพิ่มมากขึ้น ตอนนี้มีคนมากกว่า 7.3 พันล้านคนแบ่งปันโลกใบนี้ คืนส่วนใหญ่ หลายคนเข้านอนด้วยความหิว ภายในปี 2050 นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าประชากรโลกอาจถึง 9 พันล้านคน สภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปของโลกอาจทำให้การให้อาหารจำนวนมากขึ้นนี้เป็นงานที่น่ากลัวมาก นั่นคือบทสรุปของนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่นี่ เมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ ในการประชุมประจำปีของ American Association for the Advancement of Science (AAAS)

พืชผลเพียงสามชนิด ได้แก่ ข้าวสาลี ข้าว และข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าข้าวโพด) ให้แคลอรีมากกว่าสองในสามที่ผู้คนบริโภค ธัญพืชดังกล่าวและพืชผลสำคัญอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย มาจากพื้นที่เกษตรกรรมซึ่งบางครั้งเรียกว่า ทิม เบนตันกล่าวว่าพื้นที่อุดมสมบูรณ์เหล่านี้มักครอบครองส่วนเล็กๆ ของโลก เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยลีดส์ในอังกฤษ ในฐานะนักนิเวศวิทยาด้านประชากร เขาศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลต่อสิ่งต่างๆ เช่น จำนวนชนิดในระบบนิเวศอย่างไร

ขนาดที่ค่อนข้างเล็กของอู่ข้าวอู่น้ำของโลกสามารถทำให้พวกมันเสี่ยงต่อสภาพอากาศเลวร้ายได้ เบนตันกล่าว เหตุการณ์ต่างๆ เช่น น้ำท่วมเป็นวงกว้างหรือคลื่นความร้อนที่แผ่ขยายออกไปอาจสร้างความเสียหายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสภาพอากาศเลวร้ายเกิดขึ้นเมื่อพืชผลยังเล็ก ติดผล หรือใกล้เก็บเกี่ยว

โจชัว เอลเลียตกล่าวว่าเลวร้ายยิ่งกว่าสภาพอากาศเลวร้ายในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งเหล่านี้คือสภาพอากาศทำลายพืชผลในสองพื้นที่หรือมากกว่านั้น เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่สถาบันการคำนวณในชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ (นี่เป็นโครงการของมหาวิทยาลัยชิคาโกและห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ในบริเวณใกล้เคียง) เอลเลียตเป็นผู้เชี่ยวชาญในการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองผลกระทบของสภาพอากาศและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ความล้มเหลวของพืชผลครั้งใหญ่ในตะกร้าขนมปังสองใบขึ้นไปอาจนำไปสู่สิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า “อาหารช็อก” เขากล่าว อาจส่งผลให้ขาดแคลนอาหารโดยรวม หลังจากนั้น บางประเทศอาจจำกัดการขายอาหารบางประเภทที่ขาดตลาดไปยังประเทศอื่นๆ และสิ่งนี้อาจทำให้ผลกระทบจากการขาดแคลนอาหารแย่ลงอย่างรวดเร็ว เอลเลียตกล่าว เนื่องจากหลายประเทศต้องหาแหล่งพืชผลใหม่ๆ เหล่านี้

อาจมีการช็อกอาหารอย่างรุนแรงเกิดขึ้นทุกๆ ศตวรรษ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นั่นคือเพียงครั้งเดียวในทุก ๆ สี่ชั่วอายุคน แต่การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศกำลังเพิ่มความเสี่ยงที่อาหารจะเกิดช็อตขึ้นใหม่ เอลเลียตกล่าว การศึกษาจำนวนมากแนะนำว่าเมื่อสภาพอากาศอุ่นขึ้น อุณหภูมิที่สูงและต่ำจะรุนแรงมากขึ้น นอกจากนี้ สภาพอากาศอาจแปรผันมากขึ้นจากปีหนึ่งไปอีกปีหนึ่ง นั่นจะทำให้เกษตรกรยากขึ้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนที่คาดการณ์ได้

ปัจจุบันการศึกษาเกี่ยวกับสภาพอากาศบางส่วนคาดการณ์ว่าภายในปี 2050 อาหารอาจเกิดการช็อกได้ทุกๆ 30 ปี กล่าวอีกนัยหนึ่งบุคคลที่เกิดในช่วงกลางศตวรรษปัจจุบันอาจมีชีวิตอยู่ด้วยอาหารช็อตสุดโต่งสองหรือสามครั้งในช่วงชีวิตของพวกเขา โดยการเปรียบเทียบ คนที่เกิดในปี 1950 จะเคยเห็นหรือไม่มีใครเห็นเลย

แล้วผู้คนสามารถทำอะไรได้บ้างเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อาหารช็อก? การทำการเกษตรให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นทางเลือกหนึ่ง เอลเลียตกล่าว ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่ง: รัฐบาลสามารถผ่อนคลายกฎเกณฑ์ที่กำหนดข้าวโพดจำนวนหนึ่งเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ จากนั้น ในช่วงเวลาที่อาหารขาดแคลน ข้าวโพดอาจลงเอยในท้องของใครบางคนมากกว่าถังน้ำมันของรถยนต์

แต่วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดวิธีหนึ่งในการต่อสู้กับอาการช็อกจากอาหารก็คือการลดขยะอาหารลง Seth Cook กล่าว เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่สถาบันระหว่างประเทศเพื่อสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาในลอนดอน ประเทศอังกฤษ Cook รายงานในที่ประชุมว่ามากกว่าหนึ่งในสามของการเก็บเกี่ยวพืชผลของโลกสูญเสียไปในแต่ละปี ในประเทศกำลังพัฒนา อาหารจำนวนมากเน่าเสียเนื่องจากการไม่แช่เย็น ในบางกรณี แมลงหรือสัตว์ฟันแทะอาจกินเมล็ดพืชขณะอยู่ในการจัดเก็บ

และในประเทศอุตสาหกรรม ผู้คนมักรู้สึกว่าต้องทิ้งอาหารเพราะมันดูไม่ดี คนอื่นโยนสิ่งที่ผ่านวันที่ “ขายภายใน” ที่ประทับบนภาชนะ ในทั้งสองกรณี อาหารอาจกินได้อย่างสมบูรณ์ Cook กล่าว

“ถ้าเราสามารถลดเศษอาหารเหลือครึ่งหนึ่ง” Cook กล่าว “เราสามารถเลี้ยงคนเพิ่มอีกพันล้านคนได้”

 

กรุณาอย่าแตะต้องต้นไม้ของออสเตรเลีย

ใบของมันเต็มไปด้วยเข็มแหลมที่ฉีดพิษคล้ายแมงมุม

ออสเตรเลียมีชื่อเสียงในด้านสัตว์ป่าอันตราย ทวีปนี้คลานไปด้วยจระเข้ แมงมุม งู และหอยทากรูปกรวยมฤตยู พืชของมันสามารถอัดแน่นได้เช่นกัน ต้นไม้ที่กัดต่อยนั้นสร้างความเจ็บปวดให้กับทุกคนที่สัมผัสมัน ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุอาวุธลับของมันแล้ว และโครงสร้างของสารเคมีที่สร้างความเจ็บปวดนี้ดูคล้ายกับพิษแมงมุมมาก

ต้นไม้กัดแทะเติบโตในป่าฝนทางตะวันออกของออสเตรเลีย พวกเขาถูกเรียกว่า gympie-gympies โดยคนพื้นเมือง Gubbi Gubbi ใบของต้นไม้ดูนุ่มนิ่ม แต่ผู้มาเยือนที่มีประสบการณ์รู้ดีว่าอย่าแตะต้อง มีป้ายเตือนว่า “ระวังโดนต้นไม้กัด”

แปรงที่มีต้นไม้นั้น “น่าประหลาดใจเหมือนไฟฟ้าช็อต” Thomas Durek กล่าว เขาเป็นนักชีวเคมีที่มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ในเมืองบริสเบน ประเทศออสเตรเลีย เขามีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่

Irina Vetter นักประสาทวิทยากล่าวว่า “คุณจะได้รับความรู้สึกที่แปลกประหลาดมาก เช่น คลาน ยิงปืน และรู้สึกเสียวซ่า และความปวดร้าวลึกๆ ที่รู้สึกเหมือนถูกกระแทกระหว่างก้อนอิฐสองก้อน” เธอยังทำงานที่มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์และมีส่วนร่วมในการศึกษาอีกด้วย Vetter ตั้งข้อสังเกตว่าความเจ็บปวดนั้นมีพลัง มันสามารถเกิดขึ้นได้หลายวันหรือหลายสัปดาห์หลังจากการเผชิญหน้าขณะอาบน้ำหรือเกาบริเวณที่สัมผัสกับต้นไม้

เหล็กไนส่งมาจากขนเล็กๆ ที่ปกคลุมใบ ลำต้น และผล ขนกลวงทำจากซิลิกาซึ่งเป็นสารชนิดเดียวกันในแก้ว ขนมีลักษณะเหมือนเข็มฉีดยาใต้ผิวหนังขนาดเล็ก เพียงสัมผัสเพียงเล็กน้อย พวกมันจะฉีดพิษเข้าสู่ผิวหนัง นี่อาจเป็นการป้องกันสัตว์กินพืชที่หิวโหย แต่สัตว์บางชนิดสามารถเคี้ยวใบได้โดยไม่มีผลร้ายใดๆ ตัวอย่าง ได้แก่ แมลงเต่าทองและจิงโจ้ป่าดงดิบที่เรียกว่าพาเดเมลอน

ทีมวิจัยได้จัดทำขึ้นเพื่อระบุสารเคมีที่ทำให้เกิดอาการปวดทั้งหมด ก่อนอื่นพวกเขาเอาส่วนผสมที่มีพิษออกจากเส้นผม จากนั้นจึงแยกส่วนผสมออกเป็นส่วนผสมแต่ละอย่าง เพื่อทดสอบว่าสารเคมีใดๆ ทำให้เกิดอาการปวดหรือไม่ พวกเขาฉีดยาแต่ละชนิดเข้าไปในอุ้งเท้าหลังของเมาส์ในปริมาณต่ำ สารเคมีตัวหนึ่งทำให้หนูสั่นและเลียอุ้งเท้าประมาณหนึ่งชั่วโมง

ทีมวิเคราะห์สารเคมีนี้ พวกเขาค้นพบว่ามันเป็นตัวแทนของตระกูลโปรตีนใหม่ สารที่สร้างความเจ็บปวดเหล่านี้คล้ายกับสารพิษจากสัตว์มีพิษ นักวิจัยรายงานการค้นพบของพวกเขาในวันที่ 16 กันยายนใน Science Advances

โปรตีนที่ก่อให้เกิดความเจ็บปวด

ทีมวิจัยพบว่าสารพิษที่กัดต่อยของต้นไม้ประกอบด้วยกรดอะมิโน 36 ชนิด กรดอะมิโนเป็นหน่วยการสร้างของโปรตีน. สารพิษจากต้นไม้ที่กัดต่อยเป็นโปรตีนขนาดเล็กที่เรียกว่าเปปไทด์ ลำดับเฉพาะของกรดอะมิโนในเปปไทด์เหล่านี้ไม่เคยเห็นมาก่อน แต่รูปร่างที่พับของพวกเขาดูคุ้นเคยกับนักวิจัย พวกมันมีรูปร่างเหมือนกันกับโปรตีนพิษจากแมงมุมและหอยทากรูปกรวย Vetter กล่าว

เปปไทด์กำหนดเป้าหมายรูเล็กๆ ที่เรียกว่าช่องโซเดียม รูขุมขนเหล่านี้อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท พวกมันมีสัญญาณความเจ็บปวดในร่างกาย เมื่อถูกกระตุ้น รูขุมขนจะเปิดออก โซเดียมตอนนี้ไหลเข้าสู่เซลล์ประสาท สิ่งนี้ส่งสัญญาณความเจ็บปวดที่เดินทางจากปลายประสาทในผิวหนังไปจนถึงสมอง

สารพิษที่กัดต่อยทำงานโดยล็อคช่องให้อยู่ในสถานะเปิด “ดังนั้น สัญญาณนี้จึงถูกส่งไปยังสมองอย่างต่อเนื่อง: ความเจ็บปวด ความเจ็บปวด ความเจ็บปวด” Shab Mohammadi อธิบาย เธอเป็นนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยเนแบรสกาในลินคอล์น เธอไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ แต่ได้ศึกษาว่าสัตว์มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อพิษ

พิษจากแมงมุมและหอยทากโคนมุ่งเป้าไปที่ช่องโซเดียมเดียวกัน นั่นหมายความว่าเปปไทด์ใหม่ไม่เพียงแต่ดูเหมือนพิษของสัตว์เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เหมือนพวกมันด้วย นี่คือตัวอย่างของวิวัฒนาการมาบรรจบกัน นั่นคือเมื่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้องพัฒนาวิธีแก้ปัญหาที่คล้ายกันไปสู่ปัญหาที่คล้ายคลึงกัน

Edmund Brodie III เป็นนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่เชี่ยวชาญด้านสัตว์มีพิษ เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในชาร์ลอตส์วิลล์ ช่องโซเดียมเป็นศูนย์กลางในการที่สัตว์รู้สึกเจ็บปวด “ถ้าคุณดูสัตว์ทุกตัวที่สร้างพิษและทำให้เจ็บปวด เช่น ผึ้ง หอยทากรูปกรวย และแมงมุม พิษจำนวนมากมุ่งเป้าไปที่ช่องนั้น” เขากล่าว “มันเจ๋งมากที่พืชทำได้โดยตั้งเป้าหมายในสิ่งเดียวกับที่สัตว์ทำ”

เปปไทด์เหล่านี้สามารถช่วยให้นักวิจัยเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความเจ็บปวดของเส้นประสาท พวกเขาอาจนำไปสู่การรักษาความเจ็บปวดแบบใหม่ “เนื่องจากเคมีของพวกมันใหม่มาก เราจึงสามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการสร้างสารประกอบใหม่ได้” Vetter กล่าว “เราอาจจะเปลี่ยนสิ่งที่ทำให้เกิดความเจ็บปวดให้เป็นยาแก้ปวดก็ได้”

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ ablisa.com