رئات الأرض تختنق بالبلاستيك والدخان.. تهديد بخسائر فادحة في المحاصيل والمأكولات البحرية

رأيتُ رسمًا بيانيًا في المدرسة الثانوية، يُظهر أن الأرض تتنفس، كان رسمًا بيانيًا يُظهر ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدار القرن العشرين وحتى القرن الحادي والعشرين.

ارتفع ثاني أكسيد الكربون بثبات، ثم بوتيرة أسرع، لكنه لم يرتفع في خط مستقيم، بل انخفض انخفاضًا حادًا كل عام قبل أن يرتفع إلى ذروة جديدة، ويتزايد مع مرور الوقت في مسار تصاعدي متعرج.

ما الذي يفسر هذا الانخفاض السنوي المؤقت في ثاني أكسيد الكربون، الغاز المسؤول بشكل كبير عن تغير المناخ؟

الإجابة هي عملية البناء الضوئي، كما شرح معلم الفيزياء، وهي المعجزة التي تُحوّل بها النباتات الضوء وثاني أكسيد الكربون إلى غذاء.

هكذا نظّم كوكبنا الكربون الجويّ لفترة أطول من وجود جنسنا البشريّ، وتُخلّ الوقود الأحفوريّ بهذا التوازن بطرقٍ عدّة.

يشرق الربيع في نصف الكرة الشمالي، حيث تقع معظم الأراضي الخضراء على كوكبنا.

تُطلق الأشجار أوراقها التي ستمتص الكربون من الهواء وتحوله إلى لحاء وجذور وأغصان جديدة، على نطاق عالمي، يشبه الأمر استنشاقًا هائلًا للكربون.

في الخريف، عندما تتساقط أوراق الأشجار، ستخرج الأرض من جديد.

الهواء الذي نتنفسه جميعًا ملوثٌ بشكل متزايد بالوقود الأحفوري، ويشمل ذلك منتجاته، مثل البلاستيك، الذي أصبح منتشرًا في كل مكان لدرجة أن الأبحاث تشير إلى أن مجرد التنفس يمكن أن يُدخل شظايا مجهرية إلى الدماغ.

ويحدث شيء مماثل في النباتات، وقد تكون له عواقب عالمية.

النباتات تفقد شهيتها

يقول دينيس جيه مورفي، أستاذ فخري للتكنولوجيا الحيوية في جامعة جنوب ويلز: “إن المواد البلاستيكية الدقيقة تعيق عملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تقوم بها النباتات بتحويل الطاقة من الشمس إلى الفاكهة والخضروات التي نتناولها”.

وأضاف، “وهذا يهدد بخسائر فادحة في إنتاج المحاصيل والمأكولات البحرية خلال العقود المقبلة، مما قد يعني نقص الغذاء لمئات الملايين من الناس”.

هذه هي استنتاجات دراسة حديثة أجراها باحثون في الصين وألمانيا والولايات المتحدة، لم يشارك مورفي في الدراسة، لكن أبحاثه على الخلايا النباتية – التي يمكن لأصغر الجسيمات البلاستيكية الدقيقة أن تتسلل إليها وتُلحق الضرر بالأعضاء المشاركة في عملية التمثيل الضوئي – أثارت قلقه.

كما يقول “نظراً للمخاطر المحتملة (وإن كانت افتراضية) على الإنتاج الغذائي العالمي، ينبغي إعطاء أولوية أكبر للبحث العلمي الدقيق حول المواد البلاستيكية الدقيقة وتأثيراتها على كل من المحاصيل والحياة البحرية التي تدعم مخزونات الأسماك والمأكولات البحرية”.

مراقبة الغابات والأراضي الشجرية 20 عامًا

منذ وقت ليس ببعيد، تساءل الناس عما إذا كانت عاداتنا في استهلاك الوقود الأحفوري قد تُفيد عملية التمثيل الضوئي للنباتات.

فالنباتات، في نهاية المطاف، تستهلك ثاني أكسيد الكربون . وإغراق الغلاف الجوي بكمية أكبر منه سنويًا قد يُثير شهيتها، أليس كذلك؟

وتقول عالمتا البيئة أماندا كافاناج (من جامعة إسيكس) وكايتلين مور (من جامعة غرب أستراليا): “لقد زادت كمية ثاني أكسيد الكربون المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي والمخزنة في النباتات والتربة على مدى السنوات الخمسين الماضية، وهي الآن تمتص ما لا يقل عن ربع الانبعاثات البشرية في عام متوسط”.

يقول الباحثان، إن معظم امتصاص الكربون الإضافي هذا يأتي من المحاصيل والأشجار الصغيرة، وبدرجة أقل من الغابات الناضجة حيث يُخزَّن الكثير من كربون العالم.

ويشير كافاناج ومور إلى أن مضخة الكربون هذه تتباطأ، إذ انخفضت أو بقيت على حالها المكونات الأخرى الضرورية لعملية التمثيل الضوئي – مغذيات التربة والماء.

قد تُبطئ الجسيمات البلاستيكية الدقيقة معدل إزالة النباتات للكربون، ثم هناك آثار تغير المناخ، كالجفاف والحرائق والفيضانات، والتي ستزداد حدةً مع استمرارنا في حرق الوقود الأحفوري.

بعد مراقبة الغابات والأراضي الشجرية في أستراليا لمدة 20 عامًا، خلص مور وفريق مكون من ستة زملاء إلى أن هذه النظم البيئية معرضة لخطر فقدان قدرتها على التعافي، ومواصلة امتصاص الكربون، بعد الكوارث المناخية المتتالية.

اختراق عملية البناء الضوئي

ربما بذلنا جهودًا كبيرة لتقليص عملية التمثيل الضوئي العالمية، لكن فريقًا من العلماء في جامعة أكسفورد وجمعية فراونهوفر في ألمانيا يحاول تغيير الوضع، كيف؟ من خلال تعديل النباتات لمساعدتها على تحقيق أقصى استفادة من هذه العملية.

يقول جوناثان ميناري وسيباستيان فولر وستيفان شيلبيرج: “سيكون من الغريب أن تعتقد أن الطبيعة أتقنت فن تحويل ضوء الشمس إلى سكر”.

لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا، إذا كنت تواجه صعوبة في تحقيق أهدافك الحياتية، فقد يطمئنك معرفة أن حتى النباتات لم تبلغ بعد كامل إمكاناتها.

يقول الفريق، إن النباتات تميل إلى تحويل أقل من 5% من ضوء الشمس إلى أنسجة جديدة، وغالبًا ما تصل النسبة إلى 1% فقط، ويعود ذلك إلى خطأ شائع ترتكبه النباتات، وهو أن إنزيمًا مشاركًا في عملية البناء الضوئي يلتصق بالأكسجين بدلًا من ثاني أكسيد الكربون .

كما يقولون “إذا تمكنا من منع هذا الخطأ، فسوف يؤدي ذلك إلى ترك المزيد من الطاقة للنباتات للقيام بعملية التمثيل الضوئي”.

البكتيريا الزرقاء هي أقدم الكائنات الحية القادرة على البناء الضوئي على وجه الأرض.

يقول ميناري وفولر وشيلبرج، إن هذه الكائنات المجهرية قد تمتلك جينات مفيدة لتحسين إدارة ضوء الشمس، مما قد يفيد محاصيل مثل الأرز والبطاطس،وتتضمن تقنية أخرى مساعدة النباتات على التعافي من التعرض للضوء العالي بشكل أسرع.

يؤكد الفريق، أن التمثيل الضوئي الأكثر كفاءة ، بمساعدة تعديل الجينات وأدوات أخرى، ليس حلاً سحريًا، وبالتأكيد ليس كذلك، طالما أن الوقود الأحفوري يُغرق كوكبنا الأخضر بالكربون الذي لا يستطيع استقلابه.

ومع ذلك، من المرجح أن يكون هذا العمل مفيداً مع سعي المزارعين إلى زراعة المزيد في بيئة متقلبة بشكل متزايد، مع توفير ما يكفي من الأرض للطبيعة.

ويقول الفريق: “يهدف هذا البحث إلى التأكد من قدرتنا على زراعة ما يكفي من الغذاء لإطعام أنفسنا”.