Dünyayı besleyen bitkilerin gizli güzelliği

Salata tabağından tatlıya, tabağınızdaki yiyeceklerin çoğu, özenle yetiştirilmiş bitkilere kadar uzanabilir. Yediğiniz et bile muhtemelen ekinlerle beslenen hayvanlardan geliyor ve güneşten toplanan enerjiyi küresel besin zincirine aktarıyor.

Ancak modern tarım, çok büyük bir çevresel maliyete neden oluyor. Mısır ve soya gibi mahsuller genellikle fosil yakıtlar kullanılarak yapılan gübreler ve böcek ilaçları ile sürdürülen büyük monokültür çiftliklerinde yetiştirilir . Kes ve yak uygulamaları, karbon tutan ormanları yok edebilir ve fazla karbondioksiti havaya pompalayabilir. Ağır şekilde sürülmüş topraklar, kiri tutan mantar ağlarını yok eder, zaten kuraklık nedeniyle stres altında olan su kaynaklarını boşa harcar ve erozyona katkıda bulunur. Bunlar, gıda sistemlerimizin iklim değişikliğine bağlı olma yollarından sadece birkaçı. Son tahminler, tarımın sera gazı emisyonlarındaki toplam payını yüzde 30’un üzerinde sabitliyor.

Bu sorunu hafifletmeye yardımcı olmak için 23 Eylül’de BM Gıda Sistemleri Zirvesi sanal etkinlik sırasında tarım için sürdürülebilir çözümleri vurgulayacak. Hedef: “Dünyanın gıda üretme, tüketme ve gıda hakkında düşünme biçimini dönüştürmek için herkes, her yerde harekete geçmeli ve birlikte çalışmalı.”

Daha sürdürülebilir çiftçiliğe doğru ilerlemenin bir parçası olarak, artan sayıda gıda üreticisi ve yatırımcısı, bazıları uzak geçmişte kullanılan ve gevşek bir şekilde rejeneratif tarım olarak tanımlanan gelişmiş yöntemleri benimsiyor. Bitkilerin genetik çeşitliliğini artırmak ve atmosferdeki nitrojeni sabitleyen ve toprağa ekleyen “örtü bitkileri” dikmek gibi bu uygulamalar, toprak sağlığını iyileştirmeye ve dünyaya daha fazla karbon döndürmeye yardımcı olabilir.

Bir öğretmen, fotoğrafçı ve ömür boyu doğanın hayranı olarak, bağımlı olduğumuz gıda bitkileri ile bunların iklim tehditleri veya çözümleri arasındaki büyüleyici bağlantıları keşfediyorum. En küçük görüntüleri yakınlaştırmak için bir taramalı elektron mikroskobu kullanarak, insanların günümüzün ekolojik çöküşünü daha iyi anlamalarına yardımcı olmak ve belki de onları bunu tersine çevirmek için çalışmaya teşvik etmek için hayranlık ve büyü arıyorum.

AYÇİÇEĞİ

Ayçekirdeği ve polen

Çivili polen, burada 700 kat büyütmeyle görülen bir ayçiçeği çiçeğini kaplıyor. Ayçiçeğinin erdemlerini keşfetmekle ilgilenen araştırmacılar, son zamanlarda bitkinin genetik kütüphanesini incelemek için dünya çapında bir ekip oluşturdu. Ayçiçeği genomunun, insan genomundan yüzde 20 daha büyük olduğunu ve gen sayısının yaklaşık iki katı olduğunu bulmuşlardır. Bu, 70 ayçiçeği türünün ortaya çıkmasına neden olan çok çeşitli genetik kombinasyonlara izin verir. Bir genom haritasına sahip olmak, bu olağanüstü bitkilerin stresli ortamlarda nasıl geliştiğini anlamada önemli bir adımdır. Kuraklığa, artan ısıya, yüksek tuzluluğa ve hastalığa son derece dayanıklı olan ayçiçeği, dünya çapında hibrit tohum mahsulü olarak mısırdan sonra ikinci sıradadır. Tohum toplayıcılar, gelecekteki iklim stresine karşı bir önlem olarak yabani çeşitleri koruyor. Çiftçiler, toprağı iyileştirmek, suyu korumak ve pestisit kullanımını azaltmak için örtü bitkilerinin bir karışımının parçası olarak ayçiçeği ekerler. Kansas, Salina’daki Land Institute’ta bilim adamları daha az toprak işleme, gübre ve böcek ilacı gerektiren çok yıllık çeşitler üretmeye çalışıyorlar.

BAKLA

Bir baklanın SEM'i

3.400 kat büyütmeyle çekilmiş bir görüntüde birkaç polen tanesi bakla çiçeğinin başucuna yapışmış durumda. Bakla, sentetik gübre kullanma ihtiyacını azaltan önemli bir örtü bitkisidir. Azotu sabitleme işi, bu resimde görülen kök nodüllerinde yaşayan bakteriler tarafından yapılır. Danimarka’daki araştırmacılar, baklaları kolayca sindirilebilen yerel bir bitki proteini kaynağı olarak tanıtıyorlar. Daha soğuk iklime sahip İskandinav ülkeleri, uzak ülkelerden ithal edilen soya yerine bu üründen yararlanıyor. Bazı evcil hayvan yemi üreticileri, ürünlerine bakla proteini ekleyerek okyanusta yakalanan balıklara olan talebi azaltmaya yardımcı olur. Bakla, kalıtsal bir G6PD enzim eksikliği olan kişilerde ciddi bir anemik reaksiyon olan favizme neden olabilir. Bunu ele almak için bilim adamları, fasulyelerdeki hastalığı tetikleyen bileşikleri ortadan kaldırmak için çalıştılar.

DOMATES

SEM domates tohumu

34 kat büyütmeyle görülen bu tohum, Şili’nin Atacama Çölü’nde yetişen, modern domatesin yabani akrabası olan Solanum sitiens domates bitkisinden geliyor. Her çağdaş gıda mahsulü, bilim adamlarının mahsulün vahşi akraba dediği şeyden yüzlerce hatta binlerce yıl önce ortaya çıktı. Hızlı iklim değişikliği çağımızda, bu yabani çeşitler, genetik olarak daha az çeşitliliğe sahip daha istikrarlı koşullar altında geliştirilen modern mahsullerdeki zayıflıklara karşı bir önlem olarak yeniden önem kazandı. Araştırmacılar, mahsulün yabani akraba tohumlarını toplayıp saklıyor ve genlerini kuraklık ve tuzluluk gibi stres faktörlerine karşı değerlendiriyor. Yetiştiriciler, sel ve kuraklık, büyüme mevsimi değişimleri, haşereler ve arılar gibi tozlayıcıların kayıpları gibi zorluklara rağmen başarılı olabilen yeni domates çeşitlerini deniyorlar. Örneğin Kenya’da, çiftçiler, ekim ve hasat zamanlarını ayarlayarak, yeni çeşitler ekerek ve toplanan ürünleri günün daha serin saatlerinde naklederek iklim tehditlerine yanıt veriyor. Amerika Birleşik Devletleri’nde domates uzmanı Brad Gates, 1990’ların ortalarından beri yeni çeşitleri piyasaya sürüyor. Daha iyi üreme ve daha fazla çeşitlilik, domatesin hayatta kalmasını ve gelecekteki başarısını garantileyeceğini söylüyor.

HAVUÇ

havuç yaprağının SEM'i

Mütevazi bir havuç yaprağının narin dalları, 300 kat büyütmeyle bakıldığında görkemli bir form oluşturur. Vahşi kuraklık ve sel dalgalanmaları, pek çok sebze mahsulünde olduğu gibi havuçları da etkiler. Havuç tohumları sürekli neme ihtiyaç duyar ve aralıklı kurutma nedeniyle zarar görür. Aşırı ısı, bitkilerin yaprakları daha hızlı büyütmesine ve erken çiçek açmasına neden olarak havuçları acı ve odunsu hale getirir. Kaliforniya’da havuçlar, yıllarca süren kuraklıktan sonra kuruyan topraklardan muzdariptir ve bu tür koşullara daha iyi dayanabilecek havuçlar geliştirmek amacıyla deneyler yapılmaktadır. Avustralyalı araştırmacılar, sıcak sıcaklıklarda yetiştirilen havuçların tat ve doku bakımından daha düşük olduğunu doğruladılar, bu da havuçların büyüme için en uygun aralığının güneye, daha soğuk, daha nemli Tazmanya’ya kayacağını öne sürüyor. Sıcaklıklar ve CO2 seviyeleri yükseldikçe, havuç muhtemelen besin değerini kaybedecektir. Crop Wild Akrabalar Projesi, kuraklığa, sıcağa ve artan tuzluluğa karşı dayanıklılığı artırmak için günümüzün havuçlarını ve diğer mahsullerini yabani akrabalarıyla melezliyor. Daha çeşitli genetik materyal sağlamak için yabani bitkilerden yararlanmak, zorlu bir gelecekte temel gıda bitkilerimizin sağlam ve besleyici kalmasına yardımcı olacaktır.

ASLAN YELESİ MANTAR Aslan Yelesi bitkisinin SEM'i

Bir aslanın yelesi mantarı filizi, 400 kat büyütmede görülen karmaşıklığını ortaya koyuyor. Sağlıklı toprak, bitki büyümesi için optimum koşullar ve dikkate değer bir şekilde yağmur yaratmak için mantar ağlarının önemini abartmak zordur. Toprağın bir ağı gibi davranan mantar miselyumu olarak bilinen iç içe geçmiş iplikleri, mikro besinleri dallanan filamentleri aracılığıyla bitkilere taşır. Buna karşılık, bu mantar “mat”, fotosentez sırasında bitkiler tarafından üretilen şekerlerle beslenir. Örtü toprağı bağlar ve ölü bitki ve hayvanların parçalanmasına yardımcı olur ve bulutların oluşmasına yardımcı olan yağmur “tohumları” gibi davranan trilyonlarca mantar sporunu havaya salar. Gezegendeki karbonun yüzde 16’sının depolandığı kuzey ormanlarında, mantarlar karbon tutmada ağaçlardan daha iyidir. Onun ötesinde, birkaç mantar türünün kanser ve diğer hastalıklarla mücadelede etkili olduğu kanıtlanmıştır ve bunlardan elde edilen özler, bal arılarının bu çok önemli tozlayıcıların kolonilerinin çökmesine neden olabilecek viral enfeksiyonlara karşı bağışıklığını güçlendirmek için kullanılabilir. Mantar ağlarının endüstriyel uygulamaları da vardır. Atık mısır sapları ve ağaç lifi ile harmanlanan misel iplikler, ambalaj malzemeleri, plastikler ve yapıştırıcılar için kompozitler oluşturur. Bu ürünler mantar, kauçuk, plastik ve deri gibi davranır. Ve atıldıklarında toprağa besin katarlar. Atık mısır sapları ve ağaç lifi ile harmanlanan misel iplikler, ambalaj malzemeleri, plastikler ve yapıştırıcılar için kompozitler oluşturur. Bu ürünler mantar, kauçuk, plastik ve deri gibi davranır. Ve atıldıklarında toprağa besin katarlar. Atık mısır sapları ve ağaç lifi ile harmanlanan misel iplikler, ambalaj malzemeleri, plastikler ve yapıştırıcılar için kompozitler oluşturur. Bu ürünler mantar, kauçuk, plastik ve deri gibi davranır. Ve atıldıklarında toprağa besin katarlar.

ŞERBETÇİOTU YAPRAĞI Bir şerbetçiotu yaprağının SEM'i

240 kat büyütmede görülen şerbetçiotu yaprağının yüzeyi, trikom adı verilen tüy benzeri çıkıntılarla kaplıdır. Şerbetçiotu ve arpa, bira yapmak için çok önemlidir, ancak popüler butik biralar için kullanılan bazı şerbetçiotu çeşitleri, kuraklık, yüksek sıcaklıklar ve aşırı hava koşulları nedeniyle tehdit altındadır. Washington Eyaleti’nin Yakima Vadisi, dünyanın en büyük şerbetçiotu yetiştirme bölgelerinden biridir, ancak Cascade Dağları’ndaki kar örtüsünün ve buzulların küçülmesinin azalması, şerbetçiotu çiftlikleri için daha az su anlamına gelir. Şerbetçiotu zararlılara ve küflere karşı hassastır, bu zorluklar öngörülemeyen hava koşullarının şiddetlendirdiği zorluklardır. İç mekanlarda şerbetçiotu üretmek bir çözümdür. Bu arada araştırmacılar, şerbetçiotu yerine nane ve fesleğenle suyu sıkılan, genetiği değiştirilmiş fermente maya ile bira yapıyorlar.