気候変動はイネの有毒ヒ素を倍増させる

気候変動は、主要な成長地域で米の生産を劇的に低下させる可能性があり、その低下は重要な食料供給を危険にさらす可能性がある、と研究者は報告しています。

将来の気候条件での米の生産を調査する新しい実験は、米の収量が40ごとに約2100%低下する可能性があることを示しています。

さらに、温度上昇による土壌プロセスの変化により、米には、現在消費されている米よりも2倍多くの有毒ヒ素が含まれることになる、と同研究は発表しました。 ネイチャー·コミュニケーションズ.

「2100に到達するまでに、約10億人がいると推定されているので、5億人がいることになります。 米に依存、そして通常必要なカロリーにアクセスできない2億人」と、共著者であるスタンフォード大学の地球環境エネルギー科学の地球システム科学教授であるスコットフェンドルフは述べています。 「私たちは、適応する準備ができるように、来ているこれらの課題を認識しなければなりません。」

離乳食としてのご飯

研究者たちは、水稲が水田で育つため、土壌からヒ素をほぐし、ヒ素の取り込みに特に敏感になるため、特に米に注目しました。 現在、多くの食用作物には少量の 砒素、一部の成長地域は他の地域より影響を受けやすい地域です。

冠水条件と組み合わされた高温による土壌の将来の変化は、イネがより高いレベルでヒ素を吸収する原因となります。そして、自然に発生する高ヒ素の灌漑水を使用すると、問題が悪化します。

これらの要因はすべてのグローバル商品に同じように影響を与えるわけではありませんが、タロイモやハスのような他の洪水で育った作物にも影響します。

「私たちが観察した米の収穫高への影響の大きさを期待していませんでした」とスタンフォード・ウッズ環境研究所の上級研究員でもあるフェンドルフは言います。 「私が恋しかったのは 土壌 生物地球化学は温度の上昇に反応し、植物が利用できるヒ素をどのように増幅し、次に温度ストレスと結びついて、植物に実際にどのような影響を与えるのか。

自然に発生する半金属の化学物質であるヒ素は、ほとんどの土壌や堆積物に存在しますが、一般的には植物が吸収しない形で存在します。 ヒ素への慢性曝露は、皮膚病変、癌、肺疾患の悪化、そして最終的には死につながります。

特に、米の場合、その重要性だけでなく、低アレルゲン食品がしばしば幼児に早期に導入されるために懸念されています。

「この問題は、私たちの社会に小さな子供がいる人にとっても重要だと思います」と、現在のドイツのテュービンゲン大学にいるスタンフォード大学の元ポスドク研究者である主執筆者のE.マリー・ムエは言います。 「幼児はご飯を食べると私たちよりはるかに小さいため、体重に比べてヒ素を多く摂取することになります。」

「土は生きている」

研究者たちは、気候変動に関する政府間パネルが予測する、摂氏5度(華氏9度)の温度上昇と2100による大気二酸化炭素の2倍の推定値に基づいて、温室内の将来の気候条件を作成しました。

以前の研究では、世界的な食糧危機の文脈で温度上昇の影響を調べましたが、この研究は気候の変化と組み合わせて土壌条件を説明した最初のものでした。

実験のために、グループはカリフォルニアの稲作地域の土壌で中粒米品種を栽培しました。 彼らは温室の温度、二酸化炭素濃度、土壌ヒ素レベルを制御しましたが、地下水を過剰に汲み上げることで悪化する問題であるヒ素汚染水で作物を灌漑することで土壌が蓄積するため、将来的にはより高くなります。

「私たちはこれについてよく考えませんが、土は生きています。 細菌 たくさんの異なる微生物」とフェンドルフは言います。 「これらの微生物は、ヒ素が鉱物に分配されて植物から離れたままであるか、または鉱物から水相に放出されるかを決定します。」

研究者たちは、温度が上昇すると、微生物が土壌固有のヒ素をより不安定にし、イネが摂取できる土壌水に含まれる毒素の量が増えることを発見しました。 摂取すると、ヒ素は栄養素の吸収を抑制し、植物の成長と発達を低下させます。これは、科学者が観察した収量の40%減少に寄与した要因です。

早期警告、将来の計画

生産の劇的な損失は懸念の主要な原因ですが、科学者はこの研究が生産者が世界を養うための潜在的な解決策を見つけるのを助けることを期待しています。

「良いニュースは、土壌管理の改訂とともに、新しい条件に適応できる品種を育てるグローバルコミュニティの能力の点で過去の進歩を考えると、私たちの研究で観察された問題を回避できると楽観的です」言う。

「また、5の摂氏温度の変化に起因する脅威に光を当て続けているため、社会はその程度の温暖化に決して到達しないように実践することを楽観視しています。」

次のステップとして、フェンドルフ、共著者のTianmei Wang、およびMueheは、リモートセンシングを使用して汚染された水田を特定し、将来の収量とヒ素汚染をモデル化したいと考えています。

「これは、ほとんどの米が消費される問題である可能性が最も高いため、南アジアおよび東アジアについて考えます」と地球システム科学の博士候補者であるワンは述べています。 「特に私の父のような人々のために-彼は1日3回米を消費し、彼はそれなしでは生きられない。」

最初の研究

著者について

筆頭著者E.マリー・ムエ、スタンフォード大学の元ポスドク研究者で、現在はドイツのテュービンゲン大学にいます。 共著者のスコット・フェンドルフ、スタンフォード大学の地球、エネルギーおよび環境科学の学校の地球システム科学の教授。 追加の共著者、Tianmei Wang、地球システム科学の博士号候補。

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