Говоря об антропогенном влиянии на природу, мы чаще вспоминаем о вымирании отдельных млекопитающих или целых видов животных или о таянии ледников и повышении уровня Мирового океана. Но, помимо фауны, деятельность человека влияет и на флору — под угрозой исчезновения уже оказались несколько десятков диких видов кофе, пшеницы, какао и других привычных нам растений, пригодных для употребления в пищу. «Хайтек» рассказывает, почему исчезновение диких растений — это очень важно, и почему одомашненные виды — не универсальная замена.
В 2011 году палеонтолог Энтони Барноски и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли опубликовали статью, в которой рассказали о продолжающемся последние 500 лет шестом массовом вымирании — процессе, в результате которого три четверти видов исчезают за геологический период. Ученые сравнили среднюю скорость исчезновения видов с XVI по XXI век и сравнили со средней скоростью этого процесса в другие периоды истории.
Врезка
Причиной вымирания стала деятельность человека — люди уничтожают привычную среду обитания животных и растений, что приводит к сокращению биоразнообразия. Вероятно, на растения этот процесс оказывает большее влияние — в отличие от животных, они не могут переместиться, когда их среда обитания оказывается разрушенной.
Исследование палеонтологов из Университета Миннесоты показало, что разрушение среды обитания приводит к исчезновению многих видов растений — это касается и доминирующих видов растений, которые в новых условиях не смогут распространить семена и также погибнут. Эту проблему усугубляют глобальные изменения климата — повышение температуры и нестабильные осадки сделают многие районы в Латинской Америке, Африке и Азии непригодными для растений и животных, которые обитают в них сейчас.
В докладе Всемирного фонда дикой природы (WWF) говорится, что в 35 самых разнообразных и богатых дикой природой районах мира под угрозой вымирания находятся 40 тыс. видов растений и животных.
Изменения климата и среды обитания коснутся и растений, составляющих основу рациона человека — злаков корнеплодов, фруктов и бобовых. Во всем мире 940 культивируемых видов и несколько тысяч диких находятся под угрозой исчезновения.
Кофе
Зерно, из которого готовится каждая вторая чашка кофе на планете, относится к одному из двух сортов — арабика или робуста. Самый популярный из них, арабика, входит в перечень из 124 видов, которым в ближайшие десятилетия грозит вымирание. Это 60% от всех диких видов кофе, произрастающих на планете.
Большинство видов кофе растут в лесах Африки и Мадагаскара. В исследовании биологов из Королевского ботанического сада Кью говорится, что их будущему в больше степени угрожают глобальные изменения климата и вырубка лесов и в меньшей — вредители, болезни и загрязнение почвы.
Исчезновение дикого кофе повлияет и на коммерческое выращивание зерна — сейчас селекционеры часто прибегают к скрещиванию диких сортов кофе с одомашненными, чтобы сделать последние менее восприимчивыми к изменениям климата, вредителям и болезням.
Воздействие изменения климата на дикие сорта кофе приведет не только к экологическим, но и экономическим, и социальным проблемам. В первую очередь, они коснутся миллионов мелких фермеров, для которых кофе — единственный источник дохода. За год только Эфиопия в среднем экспортирует зерен на $1 млрд, а с кофе в стране работает около 15 млн человек.
Ученые считают, что угрозу исчезновения нескольких десятков сортов кофе может предотвратить прекращение активной вырубки лесов, высадка новых деревьев, борьба с вредителями и болезнями, создание хранилищ зародышевой плазмы и живых зерен.
Картофель
Ежегодно в мире производится около 390 млн т картофеля, однако к 2055 году этот показатель может снизиться. 22% диких видов картофеля исчезнут из-за повышения глобальной температуры, засух и наводнений.
Поскольку картофель в основном размножается вегетативно, большинство коммерческих сортов имеют пониженную способность к цветению, и селекционеры не выбирают признаки, которые делают цветок привлекательным для опылителей. Тем не менее, естественное опыление картофеля по-прежнему важно для поддержания разнообразия земных рас (разработанные фермерами сорта, адаптированные к местным условиям окружающей среды — «Хайтек»).
По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, глобальное потепление будет сокращать сельскохозяйственное производство на 2% каждое десятилетие, в то время как спрос будет увеличиваться каждое десятилетие на 14% до 2050 года.
Какао
Потребительский спрос на шоколад — продукт, который производится из какао-бобов, — постоянно растет. Сейчас промышленность производит около 4,4 млн метрических т какао, а к 2020 году спрос может превысить предложение на 1 млн т. 70% всех поставок приходятся на четыре страны: Кот-д’Ивуар, Гану, Нигерию и Камерун. Дело в том, что дерево растет в пределах сравнительно узкой полосы — 18° к северу и югу от экватора.
В докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата прогнозируется, что к 2020 году урожайность какао в странах «большой четверки» может сократиться на 40–50%. Причиной станут изменения климата — деревьям придется подняться выше, чтобы компенсировать повышение температуры. Проблема заключается в том, что большая часть Африки имеет достаточно плоский рельеф.
Совокупность этих факторов приведет к тому, что пригодная для выращивания какао площадь резко сократится. Ситуацию усугубляют бедность африканских фермеров и отсутствие дорог во многих регионах произрастания какао, поэтому фермеры редко используют удобрения, фунгициды и пестициды для повышения урожайности.
Арахис
Арахис ждет та же судьба, что и картофель, и какао — в ближайшие 50 лет от 24% до 31% диких сортов самого широко используемого ореха исчезнут. С начала 2000-х наиболее благоприятные для произрастания арахиса районы часто подвергаются засухам. Это приводит к снижению урожая и росту цен на продукцию — вплоть до 40–50%.
С другой стороны, на урожай арахиса влияют и обильные осадки. Сейчас фермеры по всему миру выращивают арахис на площади, равной 24 млн га и ежегодно производят около 40 млн метрических тонн орехов этого вида. Однако из-за глобальных изменений климата урожайность может сократиться — это приведет к экономическим потерям экспортеров и росту цен на продукт. Вероятно, к 2070 году арахис может стать настоящим деликатесом.
Пшеница
Приблизительно из 5 538 видов растений, считающихся пищевыми продуктами, только три — рис, пшеница и кукуруза — обеспечивают более 50% калорий, которые люди по всему миру получают из растительной пищи. Только на пшеницу приходится 20% от общего количества калорий и белка, потребляемых людьми во всем мире — больше, чем любой другой источник питательных веществ.
Чтобы удовлетворить будущие потребности прогнозируемого мирового населения в 9,6 млрд. К 2050 году урожайность пшеницы должна увеличиваться на 1,6% каждый год.
Растущие потребности населения планеты не будут удовлетворены, если средняя температура на Земле вырастет на 1 °C — если это произойдет, урожайность пшеницы снизится на 4,1–6,4%. Этот прогноз актуален почти для всех крупнейших производителей пшеницы, кроме России. В нашей стране падение урожайности будет менее заметным.
Пшенице повезло больше, чем другим сельскохозяйственным культурам: в 2018 году биологам удалось секвенировать ее геном. Это позволит вывести сорта пшеницы, лучше адаптированные к климатическим проблемам, с более высокими урожаями и улучшенным питательным качеством. Но главное — спасти ее от вымирания.
Соевые бобы
Международная группа ученых во главе с Потсдамским институтом исследования воздействия на климат разработала компьютерную модель, которая помогла определить, как различные важные культуры реагировали на повышение температуры, — и выводы оказались довольно мрачными.
По мнению исследователей, если в мире не произойдет значительного сокращения выбросов, к 2100 году урожай соевых бобов может упасть на 40%.
Люди во всем мире полагаются на соевые бобы для удовлетворения своей потребности в белке, а мир без соевых бобов означает мир без тофу, эдамаме, мисо и темпе, — но это еще не все. Соевые бобы являются отличным источником биотоплива, что делает их одними из самых экономически важных бобов в мире.
Что дальше?
Шестое массовое вымирание не удастся легко остановить — сейчас десятки и сотни видов растений и животных находятся на грани исчезновения или уже исчезли. Повышение уровня Мирового океана приводит к затоплению островов и низких участков суши. Климатологи из Университета Рутгерса подсчитали, что уровень Мирового океана может подняться на 2,4 м к 2100 году и на 15 м к 2300 году, если выбросы парниковых газов в атмосферу останутся на том же стабильно высоком уровне.
Урожайности угрожает и повышение глобальной температуры, которое приведет к засухам в одних регионах и к обильным осадкам в других. Остановить повышение температуры позволит выполнение Парижского соглашения по климату, однако пока правительства недостаточно активно поддерживают его.
Однако есть и другой путь — расширение рациона. Если говорить о растениях, около 50% потребления сейчас приходятся на три культуры — рис, пшеницу и кукурузу. Это привело к тому, что по сравнению с ситуацией до 1900 года, около 75% мирового разнообразия сельскохозяйственных растений исчезло.
Ученые из Глобального фонда разнообразия сельскохозяйственных культур считают, что расширение рациона — самый простой, дешевый и наиболее устойчивый способ помочь сельскому хозяйству адаптироваться к изменениям климата.