Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Ustalono, jak rośliny wyczuwają niedobór tlenu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Metaanaliza 43 prac naukowych przeprowadzona na University of Bath wykazała, że roślinne alternatywy mięsa są zdrowsze zarówno dla człowieka, jak i dla planety. Autorzy skupili się na zdrowotnych i środowiskowych cechach takich produktów oraz postawach konsumentów wobec nich. Jako że roślinne alternatywy mięsa są robione tak, by naśladować teksturę, smak i doświadczenie związane ze spożywaniem mięsa, są bardziej efektywnym sposobem na zmniejszenie zapotrzebowania na mięso niż samo zachęcanie ludzi do diety wegetariańskiej.
Produkcja żywności to jeden z głównych czynników przyczyniających się do zmian klimatycznych oraz niszczenia ekosystemów. To źródło dużej emisji gazów cieplarnianych, zużycia słodkiej wody, prowadzi ona do wylesiania, utraty bioróżnorodności, zakłócenia cyklu obiegu fosforu i azotu w przyrodzie. Jednak te „winy” rolnictwa nie rozkładają się równomiernie. Hodowla zwierząt wymaga zużycia większej liczby zasobów na jednostkę masy pożywienia niż produkcja roślinna. Wynika to z faktu, że efektywność produkcji białka zwierzęcego jest niezwykle niska.
Zwierzęta hodowlane na całym świecie konsumują rocznie 4,6 Gt węgla pierwiastkowego, ale pozyskiwane z nich produkty mleczne i mięsne zawierają tylko 0,12 Gt węgla. To zaledwie 2,6% tego, co zjadły zwierzęta. Większość składników pokarmowych jest bowiem zużywana na procesy życiowe, a nie na wytwarzanie mięsa i mleka. Z tego też powodu produkcja mięsa jest bardzo nieefektywna. Średnio globalnie z 1 hektara pszenicy otrzymamy 250 kg białka, ale z 1 ha pastwiska tylko 10 kg białka z wołowiny. I mimo, że około 80% ziemi rolnej przeznaczone jest pod produkcję zwierzęca, to otrzymujemy z niej mniej niż 40% białka i 20% kalorii spożywanych przez ludzi. Dodatkowo produkcja zwierzęca wiąże się z olbrzymią emisją zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych.
Ta nieefektywność powoduje, że w miarę jak zwiększa się liczba ludności i coraz więcej osób chce jeść coraz więcej mięsa, jego produkcja staje się coraz większym problemem dla środowiska. Nie wspominając o zdrowotnych skutkach spożywania nadmiernych ilości mięsa i tłuszczów zwierzęcych.
Coraz częściej słyszymy głosy namawiające nas do przechodzenia na dietę wegetariańską lub wegańską. Jednak takie namowy niewiele dają. Zdaniem naukowców z Bath lepszym rozwiązaniem jest skupienie się na roślinnych odpowiednikach mięsa. Zapewnienie dostępu do takich produktów i obniżenie ich ceny może być naprawdę skuteczne. Tym bardziej, że niewielkie zmiany mogą nieść ze sobą duże korzyści. Z jednego z analizowanych badań wynika, że jeśli w samych tylko Niemczech konsumenci zastąpią 5% białka z wołowiny białkiem z grochu, to roczna emisja CO2 zmniejszy się nawet o 8 milionów ton. Z kolei w innych badaniach znaleźli informację, że ilość gazów cieplarnianych emitowanych podczas produkcji burgera roślinnego jest o 98% niższa niż w przypadku burgera wołowego. Generalnie rzecz biorąc, produkcja żywności roślinnej znacznie mniej obciąża środowisko, niż żywności zwierzęcej.
Naukowcy przyjrzeli się też profilowi zdrowotnemu mięsa i produktów roślinnych, które mają je zastępować. Stwierdzili, że generalnie roślinne zamienniki mięsa są zdrowsze. Prace, w których badano ten aspekt za punkt wyjścia przyjęły brytyjski Nutrient Profiling Model i na jego podstawie klasyfikowali produkty. Okazało się, że do grupy „mniej zdrowe” trafiło 40% produktów mięsnych i 14% ich alternatyw.
Autorzy jeszcze innych prac zauważali, że roślinne alternatywy dla mięsa i produktów mlecznych pomagały w utracie wagi, budowie masy mięśniowej i można było je stosować w diecie osób z różnymi schorzeniami. Alternatywy mięsa łatwo jest wzbogacać o najróżniejsze składniki pokarmowe, zwiększając zawartość aminokwasów, witamin czy przeciwutleniaczy. Dalszy rozwój technologii ich produkcji pozwoli zapewne na kolejne polepszanie ich właściwości odżywczych.
Główny autor analizy, doktor Chris Bryant, mówi, że coraz bardziej widać, iż roślinne alternatywy są w stanie zmniejszyć zapotrzebowanie na mięso odwołując się do trzech podstawowych czynników: smaku, ceny i wygody. Nasz przegląd dostarcza przytłaczających dowodów na to, roślinne zamienniki mięsa nie tylko są produkowane w sposób bardziej zrównoważony powodując mniejszą emisję gazów cieplarnianych, mniejsze zużycie wody i terenu, ale niosą ze sobą również liczne korzyści zdrowotne.
Uczony zauważa, że pomimo olbrzymich postępów na polu produkcji takich zamienników, wciąż istnieją olbrzymie możliwości poprawy ich smaku, tekstury czy metod przyrządzania. Istnieje też wielki potencjał zwiększenia ich właściwości zdrowotnych, na przykład poprzez dodanie witamin, podsumowuje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Yale University sądzą, że możliwe byłoby wykorzystanie roślin do... badaniach chorób psychicznych u ludzi. I nie tylko tak sądzą, ale nawet poczynili pierwszy ważny krok w kierunku takich badań. Na łamach Cellular and Molecular Life Sciences opisali gen, który jest bardzo podobny u roślin oraz ssaków i który w obu grupach wpływa na zachowanie.
Wiele lat temu zainteresowałem się ideą mówiącą, że w każdym żywym organizmie musi do pewnego stopnia istnieć jakaś homologia, jakieś podobieństwo w tym, czym są i co robią, mówi profesor medycyny porównawczej Tamas Horvath. Gdy z czasem zaczął badać zachowanie i mitochondria, przypomniał sobie o swoich dawnych zainteresowaniach. Pomyślał, że gdyby zmienić pewne geny mitochondriów u zwierząt i zobaczyć, jak wpłynęło to na zachowanie, a następnie dokonać podobnych zmian w roślinach i porównać ich zachowanie, to być może udałoby się lepiej zrozumieć ludzkie zachowanie na podstawie badań roślin. A jeśli byłoby to możliwe, to być może w kolejnym kroku udałoby się stworzyć np. roślinny model schizofrenii.
Stworzenie takiego modelu oznaczałoby, że mielibyśmy alternatywną grupę organizmów żywych – nie tylko ssaki – na której można by badać podstawy ludzkiego zachowania, mówi Horvath, przypominając, że celem medycyny porównawczej jest właśnie badanie, jak modele tworzone na podstawie innych gatunków mogą być użyte do badania ludzi.
Horvath i jego zespół zaczęli więc badać gen FMT (Friendly Mitochondria) w rzodkiewniku pospolitym oraz bardzo podobny gen myszy, CLUH (Clustered mitochondria homolog).
Mitochondria regulują ważne funkcje życiowe, jak metabolizm, i są kluczowe dla zdrowia. Zarówno u roślin, jak i u ludzi, źle funkcjonujące mitochondria mogą wpłynąć na rozwój i pojawienie się licznych chorób. U ludzi mają wpływ na rozwój m.in. chorób neurodegeneracyjnych.
Grupa Horvatha zbadała rośliny z prawidłowo funkcjonującym FMT, rośliny pozbawione FMT oraz rośliny z nadaktywnym FMT. Okazało się, że gen ten wpływa na wiele elementów rośliny, w tym na kiełkowanie, długość systemu korzeniowego, czas kwitnienia czy wzrost liści. Jednak nie tylko. Naukowcy przeanalizowali również dwie ważne reakcje badanych roślin.
Pierwszą z nich była reakcja na obecność nadmiernej ilości soli. Zbyt dużo soli może zabić roślinę, więc rośliny rozwinęły zachowania pomagające jej unikać. Gdy w środowisku pojawia się nadmiar soli, rośliny zatrzymują kiełkowanie, opóźniają kwitnienie, zatrzymują rozrastanie się systemu korzeniowego. Okazało się, że FMT jest krytycznym elementem regulującym te zachowania.
Drugi typ zachowania roślin, jaki został zbadany, to ich ruchy bazujące na rytmie dobowym. "Rośliny są niezwykle wrażliwe na rytm dobowy, gdyż światło jest krytycznym źródłem energii, wyjaśnia Horvath. W przypadku rzodkiewnika rytm dobowy decyduje o poruszaniu się liści za dnia i w nocy. W ciągu dnia liście są bardziej płaskie i bardziej wystawione na słońce. Nocą liście się unoszą. Badania wykazały, że FMT reguluje zarówno zakres, jak i tempo ruchu liści.
Następnie uczeni, chcąc przełożyć swoje spostrzeżenia na świat zwierząt, badali cały szereg zachowań myszy, obserwując m.in. zwierzęta ze zredukowaną aktywnością CLUH. Okazało się, że myszy, u których CLUH było mniej aktywne, przebywały krótsze odcinki i poruszały się wolniej.
Reakcja myszy była podobna do reakcji roślin. Doszło do zmiany tempa i ogólnej lokomocji. To bardzo proste porównanie, ale pokazuje, że mamy tutaj do czynienia z obecnym w mitochondriach mechanizmem, który odpowiada za podobne funkcje u zwierząt i roślin, wyjaśnia Horvath.
Naukowcy mówią, że to ekscytujący pierwszy krok, gdyż rośliny takie jak rzodkiewnik mają bardzo wiele genów i procesów komórkowych, które są podobne do genów i procesów komórkowych u ssaków.
Naszym długoterminowym celem jest stworzenie katalogu podobieństw pomiędzy roślinami a zwierzętami i wykorzystanie go do szukania odpowiedzi na pytania naukowe. Być może w przyszłości rośliny będą służyły jako organizmy modelowe w badaniach behawioralnych, stwierdza Horvath.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Królewskie Ogrody Botaniczne w Kew i Uniwersytet w Sztokholmie przeprowadziły badania dotyczące gatunków roślin, które wyginęły w ciągu ostatnich 250 lat. Okazało się, że w stanie dzikim wyginęło 571 gatunków. To dwukrotnie więcej niż w tym samym czasie wyginęło łącznie ptaków, ssaków i płazów. Eksperci zauważyli też, że tempo zanikania gatunków roślin jest nawet 500-krotnie szybsze niż naturalne ewolucyjne tempo znikania gatunków.
Podczas unikatowych, pierwszych w historii badań tego typu skompilowano bazę gatunków roślin, jakie wyginęły w ciągu zaledwie ćwierci tysiąclecia. Naukowcy alarmują, że światowy ekosystem zubożał o 571 gatunków roślin. Co więcej, okazało się, że współczesna nauka nie miała pojęcia, iż tyle roślin zniknęło. Okazało się to dopiero po tym, jak Rafael Govaertes z Kew przejrzał wszystkie publikacje naukowe dotyczące wyginięcia roślin w ciągu ostatnich 30 lat i na tej podstawie stwierdził, że gatunków, które zniknęły, jest czterokrotnie więcej niż dotychczas sądzono.
Zanikanie gatunków roślin jest znacznie mniej nagłaśniane niż znikanie zwierząt. Większość ludzi potrafi wymienić gatunek ssaka czy ptaka, który wyginął w ostatnich wiekach. Niewiele jednak jest w stanie wymienić roślinę. Nasze studium to pierwszy przegląd wszystkich gatunków roślin, które wyginęły, skąd wyginęły i jak szybko się to stało, mówi profesor Aelys M. Humphreys z Uniwersytetu w Sztokholmie.
Jak dowiadujemy się z obecnych badań, gatunki roślin zanikają obecnie 500-krotnie szybciej niż zanikały zanim pojawił się człowiek.
Naukowcy odkryli, że najszybciej giną gatunki na wyspach, w tropikach oraz na niektórych obszarach basenu Morza Śródziemnego. Stwierdzono też, że najbardziej na wyginięcie narażone są drzewa i krzewy o małym zasięgu geograficznym.
Rośliny stanowią podstawę całego życia na Ziemi. Dostarczają nam tlen do oddychania i pożywienie. Są szkieletem światowych ekosystemów. Zanikanie roślin to zła wiadomość dla wszystkich gatunków. Dzięki tym badaniom będziemy w stanie lepiej przewidywać przyszłe zagrożenie dla konkretnych gatunków i będziemy mogli próbować im zapobiec. Dotyczy to również innych organizmów. Miliony gatunków zależą od roślin. Zależy też od nich los człowieka, zatem jeśli dowiemy się, które rośliny mogą wyginąć w następnej kolejności, będziemy mogli wdrożyć odpowiednie programy ochrony, dodaje doktor Eimear Nic Lughadha z Kew.
Jedną z roślin, która już nie występuje na Ziemi jest chilijskie drzewo sandałowe (Santalum fernandezianum). Gatunek ten rósł na archipelagu Juan Fernandez. Od około roku 1624 był masowo wycinany, by pozyskać pachnące drewno. Do końca XIX wieku z wysp zniknęła większość tych drzew. Ostatnie chilijskie drzewo sandałowe sfotografowano 28 sierpnia 1908 roku na wyspie Robinson Crusoe. Od tego czasu nikt nie widział chilijskiego drzewa sandałowego.
Inną zniszczoną przez człowieka rośliną jest Thismia americana. Ten niezwykły organizm został odkryty na mokradła w pobliżu Chicago. Nie posiadał on liści, a nad ziemią widoczne były tylko kwiaty. Gatunek odkryto w 1912 roku, a już pięć lat później został całkowicie zniszczony.
Z kolei na Wyspie Świętej Heleny odkryto w 1805 roku rodzimy gatunek oliwki, Nesiota elliptica. Mimo, że ludzie zniszczyli większość roślinności na wyspie, to ostatnie stare drzewo oliwne przetrwało tam do 1994 roku. Naukowcom z Kew udało się pobrać jego szczepki zanim uschło. Był to jednocześnie jedyny przedstawiciel rodzaju Nesiota, zatem od 2003 roku rodzaj ten nie występuje na Ziemi w stanie dzikim.
Są jednak i pozytywne wieści z powyższych badań. Okazało się bowiem, że 430 gatunków, które niegdyś uważano za wymarłe, zostało ponownie odkrytych. Najczęściej jednak oznacza to, że znaleziono kilka ostatnich osobników, a 90% nowo odkrytych gatunków jest na skraju wyginięcia.
Takim ponownie odkrytym gatunkiem jest krokus chilijski, Tecophilaea cyanocrocus. To endemiczny gatunek występujący na wzgórzach otaczających stolicę kraju, Santiago. W czasach wiktoriańskich był bardzo popularny. Masowo wykopywano więc te rośliny i trafiały one do brytyjskich ogrodów. W latach 50. uznano, że z powodu nadmiernej eksploatacji i wyjadania przez zwierzęta hodowlane krokus wyginął. Jednak w 2001 roku, po wieloletnich poszukiwaniach, udało się go odnaleźć. Ostatnim miejscem jego występowania w stanie naturalnym jest prywatny teren na południe od Santiago. Obecnie niewielka populacja jest chroniona przed zwierzętami hodowlanymi, a gatunek, uznano z krytycznie zagrożony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Izraelscy naukowcy zauważyli, że pewne rośliny z rodziny pierwiosnkowate reagują na... dźwięk pszczół i ciem. W odpowiedzi na dźwięk wydawany przez skrzydła owadów rośliny w ciągu trzech minut uwalniają dodatkowe ilości pyłku i zwiększają koncentrację cukru w nektarze.
To kolejne badania pokazujące, w jaki sposób ewoluowały rośliny i owady. Dotychczas naukowcy zajmowali się reakcją roślin na światło, na stymulację mechaniczną oraz chemiczną. Zdolności roślin do wyczuwania takich bodźców odpowiadają zmysłom wzroku, dotyku i węchu. Teraz okazuje się, że rośliny posiadają też odpowiednik zmysłu słuchu.
Przeprowadzone przez Izraelczyków badania wykazały, że reakcja roślin zależy od częstotliwości dźwięku. Gdy zostają one wystawione na działanie dźwięku o częstotliwości wyższej niż ten wydawany przez zapylaczy, nie reagują. Jako, że produkcja nektaru wymaga sporych nakładów energetycznych, rośliny – wykrywając owady – mogą precyzyjnie dobierać czas, w którym wkładają większy wysiłek w zachęcenie zapylacza do zainteresowania się nimi. Owad otrzymuje zaś dodatkową nagrodę w postaci bardziej wartościowego pożywienia.
Badacze nie wykluczają, że zdolność do odbierania dźwięków przez rośliny mogła wpłynąć też na ich kształt. Ponadto sugerują, że na rośliny mogą wpływać inne dźwięki, na przykład te generowane przez człowieka, zakłócając ich komunikację z zapylaczami. Okazało się bowiem, że wiele sztucznych dźwięków ma bardzo podobną częstotliwość do dźwięków wydawanych przez skrzydła zapylaczy, co prowokuje rośliny do reakcji.
Izraelczycy uważają, że kolejne badania ujawnią, czy rośliny słyszą i reagują na roślinożerców, inne zwierzęta, czynniki naturalne, a być może również słyszą się nawzajem.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed dwoma laty w USA rozpoczęto pilotażowy program o nazwie „Insect Allies”. Jego pomysłodawcy proponują, by do środowiska naturalnego wypuścić dużą liczbę insektów zarażonych wirusami, które wspomagałyby rośliny uprawne w walce ze szkodnikami, suszą czy zanieczyszczeniem środowiska. Program przewidziano na 4 lata i jest on finansowany kwotą 45 milionów USD przez DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych). Teraz, podczas panelu zorganizowanego przez pismo Science, pięciu europejskich naukowców ostrzegło, że jeśli opracowywana w ramach „Insect Allies” technika okaże się skuteczna, to może zostać wykorzystana do rozprzestrzenienia chorób na dowolne rośliny uprawne. Naukowcy ci ostrzegają, że „Insect Allies” może naruszać Konwencję o Broni Biologicznej.
Zastrzeżenia europejskich naukowców dotykają szerszego problemu badań naukowych, które mogą być wykorzystane zarówno w dobrych, jak i złych intencjach. W ramach „Insect Allies” owady takie jak mszyce czy pluskwiaki miałyby stać się nosicielami genetycznie zmodyfikowanych wirusów, które do dorosłych roślin dostarczą pożądanych genów. Celem projektu jest stworzenie nowych metod ochrony roślin uprawnych. Takie działania byłyby szybsze i bardziej elastyczne niż opracowywanie w laboratoriach nowych odmian roślin. To bowiem może trwać całymi latami, mówi Blake Bextine, który z ramienia DARPA jest odpowiedzialny na projekt. Nad „Allied Insects” pracują naukowcy z Pennsylvania State University, Ohio State University, University of Texas i Boyce Thompson Institute.
Krytycy projektu mówią, że może być on postrzegany jako próba stworzenia nowych środków przenoszenia czynników biologiczncyh. Ich zdaniem istnienia tego projektu nie można usprawiedliwić w świetle Konwencji o Broni Biologicznej. Ponadto, jak zauważa Silja Voenky z Uniwersytetu we Freiburgu, już istnieje sposób na dostarczanie do upraw takich zmodyfikowanych wirusów – opryski.
Bextine odrzuca takie oskarżenia. DARPA nie rozwija ani broni biologicznej, ani środków jej przenoszenia. James Stack, patolog roślin z Kansas State University, który zasiada w panelu doradczym „Insec Allies" mówi, że zastrzeżenia krytyków są nonsensowne. Gdyby DARPA chciałaby opracować broń biologiczną, by obejść Konwencję, to nie ogłaszałaby wszem i wobec, że czeka na odpowiednie propozycje ze strony świata nauki.
Bextine i Stack przyznają jednak, że tego typu badania mogą zostać użyte do złych celów. Niemal wszystkie badania nad nowoczesnymi technologiami niosą ze sobą ryzyko podwójnego wykorzystanie. Opracowanie technologii, której poszukujemy, jest skomplikowane, wymaga nie tylko doświadczenia w pracy z zaawansowanymi technologiami, ale i głębokiej wiedzy na temat systemu, który się bada. Istnieją łatwiejsze sposoby, by komuś zaszkodzić.
Specjaliści pracujący przy „Insect Allies” wciąż nie wiedzą, jak rozwiązać problem, który przed nimi stoi. Niektórzy proponują wykorzystanie narzędzi do edycji genów, takich jak CRISPR. Inni twierdzą, że to nie będzie działało i próbują doprowadzić do ekspresji genów poza chromosamami. Inny problem to spowodowanie, by genetycznie zmodyfikowany wirus dotarł do odpowiedniej komórek w roślinie.
Jak na razie w ramach „Insect Allies” nie powstał żaden artykuł naukowy. Jednak, jak zapewnia Bextine, wszystkie cztery zespoły przeprowadziły udane testy systemów, które spełniają wstępne założenia DARPA.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.