Podcast PIANTAtela

Davide: ciao a tutti e benvenuti nel podcast PIANTAtela, il podcast del corso di Risposte biologiche ai cambiamenti climatici, io sono Davide e insieme a me ci sono Carlo, Giulia e Beatrice. In questo nostro episodio vi parleremo di come il cambiamento climatico può alterare la qualità delle piante che coltiviamo con conseguenze sulla salute umana. Iniziamo.

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Davide: i cambiamenti climatici sono un tema mai così attuale come ora, si è appena conclusa la cop 26 e anche in questa occasione senza accordi o misure sufficienti a contrastare questo pericoloso aumento delle temperature globali.

Una delle cause più importanti per l’aumento delle temperature è l’immissione nell'atmosfera dei cosiddetti gas serra, in particolare della CO2, come conseguenza dell’industrializzazione e del consumo di combustibili fossili.

Quanta CO2 è presente nell’atmosfera attualmente Carlo?

Carlo: dati della NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) dicono come nel 2020 la quantità di CO2 presente nell’atmosfera era di 412.5 parti per milione. Questo valore rappresenta il massimo storico mai registrato, culmine di un aumento continuo e inesorabile rilevato in modo diretto a partire dagli anni 60 quando la quantità presente era di poco meno di 320 ppm. Si tratta comunque di un valore di partenza molto elevato se pensiamo che nel corso della storia del nostro pianeta la quantità di CO2 presente in atmosfera fluttuava da un minimo di 180 ppm ad un massimo di 300 ppm. Si tratta quindi di livelli mai raggiunti nella storia del nostro pianeta.

Questi alti livelli di CO2 oltre a contribuire all’effetto serra ed aumentare la temperatura del nostro pianeta, possono anche influenzare la fisiologia degli esseri viventi, in particolare quella delle piante che utilizzano proprio la CO2 come substrato per la produzione di energia. In questa puntata vogliamo analizzare un articolo pubblicato su ScienceAdvanced nel 2018 dal titolo tradotto “I livelli di anidride carbonica di questo secolo alterano il contenuto di proteine, micronutrienti e vitamine dei chicchi di riso con potenziali conseguenze sulla salute per i paesi poveri e dipendenti dal riso”.

Di cosa parla questo articolo Giulia?

Giulia: si tratta di uno studio in cui gli autori hanno sottoposto numerose varietà di riso a condizioni atmosferiche normali e in condizioni arricchite di anidride carbonica in Cina e in Giappone. In particolare lo studio si concentra sull’alterazione della composizione del riso e sulle implicazioni socio-economiche che questo ha sulle popolazioni orientali, che basano la loro alimentazione su questo cereale. 

Sappiamo che i nutrienti ricavati dal suolo e il carbonio inorganico ricavato dall’anidride carbonica atmosferica servono a costruire tutte le molecole necessarie alle piante. Lo scopo di questo studio è stato quello di quantificare la risposta delle piante di riso all’aumento della concentrazione di CO2 atmosferica in termini di quantità di proteine, ioni metallici e vitamine presenti nella pianta.

Gli autori hanno quindi sottoposto delle piante a livelli elevati di CO2, livelli che si stima di avere verso fine secolo, e i dati raccolti sono stati confrontati con dati ricavati da colture fatte crescere con livelli di CO2 attuali. Lo studio evidenzia come i livelli di CO2  stimati per fine secolo provochino un’alterazione in senso negativo della composizione chimica delle piante. 

Davide: è questo è un fatto interessante, logicamente mi sarei aspettato che ad un aumento della quantità di CO2 che come abbiamo detto prima è il principale substrato per la produzione di energia per la pianta, sarebbe conseguito un aumento forse non della qualità ma almeno della quantità di metaboliti della pianta.

e questa alterazione in quanto si quantifica?

Giulia: i risultati sono chiari: ad alte concentrazioni di CO2 le proteine diminuiscono in tutte le varietà, con una media del -10.3%.

Anche ferro e zinco diminuiscono significativamente, mentre per le vitamine abbiamo due trend diversi: le vitamine del complesso B diminuiscono, la vitamina E invece sembra aumentare.

Carlo: come mai questa differenze nelle vitamine? 

Sembra che l’aumento di CO2 provochi un declino di N nella pianta, per cui vitamine basate sull’N (del complesso B) diminuiscono, mentre quelle interamente basate sul C (vit E) aumentano.

L’aumento quindi potrebbe essere inversamente correlato al contenuto di N nella proteina. 

In questo studio sono state usate numerose varietà, permettendo di avere un ampio range fenotipico e di constatare come in tutti i casi, con pochissime eccezioni, l’effetto è il medesimo in tutte le varietà.

Carlo: Molto bene, grazie Giulia. Quello che Giulia ci ha spiegato serve come punto di partenza per alcune riflessioni. 

I cambiamenti che avvengono nella pianta, sia biologici che fisiologici, non si fermano alla sola pianta. 

Sappiamo come gli esseri viventi siano collegati tra loro, sono coinvolti in reti ecologiche molto complesse. Queste interazioni fanno sì che, nel momento in cui una specie reagisce ad una perturbazione ambientale, tutte le specie a essa connesse subiscono delle perturbazioni e di conseguenza, risentono di potenziali danni. 

L’uomo è strettamente connesso al riso come fonte alimentare e in alcune culture e nazioni il suo utilizzo è alla base dell’alimentazione locale. 

In questa seconda parte Beatrice ci illustra gli effetti che possono avere queste alterazioni sul quadro socio-economico.

Beatrice: sì, iniziamo partendo dai numeri: 

Sono 600 milioni le persone coinvolte direttamente e da queste persone più del 50% delle energie giornaliere viene ricavata dal riso.  

Inoltre il reddito è molto basso, meno di 2000 dollari il pro capite nei paesi che basano la loro dieta principalmente sul riso.

Davide: puoi spiegarci in modo più chiaro questi dati? 

Beatrice: come ci spiegano Zhu e il suo team di ricercatori, stando ai bilanci alimentari della FAO, tra 2011 e il 2013, a fare il più largo consumo mondiale di riso sono i popoli del Sud Est asiatico, quindi Bangladesh, Cambogia, Indonesia, Madagascar, Myanmar, Vietnam e Repubblica Popolare Democratica del Laos. In tutti questi stati, le energie consumate giornalmente vengono ricavate, per più del 50%, proprio dal riso. Si parla di circa 600 milioni di persone. 

Questo vuol dire che, dal momento che i cambiamenti di concentrazione della CO2 alterano i valori nutrizionali delle varietà di riso consumate in questi stati, questi 600 milioni di persone subiscono un aumento dei già esistenti problemi di malnutrizione e denutrizione. 

A risentire della carenza di proteine, ferro, zinco e vitamine b1 b2 b5 b9 sono soprattutto i bambini al di sotto dei 5 anni che, manifestando già problemi nello sviluppo, vanno incontro a problemi ancora più accentuati. La carenza di queste vitamine e minerali porta anche ad un aumento del rischio di contrarre malattie come diarrea e malaria.

Davide: e questa dieta basata sul riso, un cibo relativamente economico, può essere quindi legata ad una povertà della popolazione in questi stati?

Beatrice: Come riportato dagli autori, stime della Banca mondiale sul PIL pro capite negli stessi anni (2011-2013) hanno evidenziato il fatto che gli stessi paesi del sudest asiatico, che prima vi abbiamo elencato, hanno anche il più basso reddito pro capite al mondo.

Davide: quindi questi dati possono essere connessi in un quadro più ampio giusto? 

Beatrice: esatto, il quadro che ne esce è che persone che già vivono in contesti di povertà e ad alto rischio di malattie, rischiano di essere ancor più danneggiati: la loro fonte principale di cibo è impoverita di molti nutrienti essenziali. Questo porta ad un aumento di gravi malattie, in primo luogo infantili, difficilmente curabili in quei contesti.

Carlo: ci sono delle possibili soluzioni per contrastare questo trend negativo?

Beatrice: I ricercatori nell’articolo mostrano che paesi come Giappone e la corea del Sud, nel periodo tra la prima metà del ‘900 e oggi, hanno ridotto di molto il consumo di riso in favore di una dieta più varia, con proteine derivanti dalla carne, pesce e prodotti caseari; quindi le vitamine e i minerali che vengono a mancare con l’aumento di CO2 in atmosfera nel riso possono essere assunti da altre fonti. 

È stato evidenziato che questo shift di dieta è avvenuto in concomitanza con la crescita economica di questi due paesi. 

Da ciò si potrebbe concludere che la soluzione ideale sarebbe garantire a tutti i paesi del Sudest asiatico consumatori di riso uno sviluppo economico consistente e veloce quanto i cambiamenti climatici, ma, purtroppo, sappiamo bene che non è possibile. 

Carlo: e quindi che altre soluzioni si possono trovare?

Giulia: Gli autori hanno suggerito soluzioni ben più realizzabili a tutti questi problemi come: 

• Selezionare cultivar mediante coltivazione tradizionale o modifiche genetiche

• Applicare fertilizzanti minerali o la biofortificazione post-raccolta

• Aumentare la consapevolezza di tutti dell’effetto che ha l’aumento della CO2 in atmosfera sulla nutrizione

• Aumentare le ricerche in questo campo coinvolgendo tutta la comunità scientifica per conoscere al meglio ogni aspetto e contrastarlo. 

Davide: possiamo concludere che il problema dei cambiamenti climatici riguarda molti più ambiti e aspetti di quanto possiamo immaginare. Viviamo in un mondo estremamente interconnesso, alterazioni in un sistema si possono ripercuotere in altri sistemi apparentemente lontani.

Con questa puntata abbiamo voluto analizzare come partendo dall'aumento della CO2 a cui stiamo assistendo negli ultimi anni possa avere effetti sulla nutrizione specialmente nelle aree più fragili del nostro pianeta.

Questa puntata finisce qui, ringrazio Carlo, Giulia e Beatrice e ringraziamo voi per aver ascoltato piantatela, il podcast del corso di Risposte biologiche ai cambiamenti climatici dell’università di padova, a presto.