ต้องใช้เวลาหลายสิบปีกว่าที่ผลกระทบจะปรากฏ Andrew Sellers นักนิเวศวิทยาทางทะเลที่ Smithsonian Tropical Research Institute ในปานามาซิตี้กล่าวว่า “เวลาจะบอกได้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น “โดยพื้นฐานแล้วมันขึ้นอยู่กับปลา”

ปัญหาลื่นๆ
เมื่อปลาหนีไปแล้ว บางครั้งชาวนาก็ขอให้ชาวประมงช่วยจับตัวผู้หลบหนี ชาวประมงมืออาชีพจับปลากะพงขาวและปลากะพงขาวได้เกือบหนึ่งในสี่ที่หลบหนีหลังจากหมู่เกาะคะเนรีแตก โดยเฉลี่ยแล้วมีเพียง 8 เปอร์เซ็นต์ของปลาเท่านั้นที่ถูกจับกลับหลังจากการหลบหนีตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนในบทวิจารณ์ในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ผู้เขียนร่วม Tim Dempster นักวิจัยด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบยั่งยืนที่ มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย.

การปรับปรุงทางเทคนิคสามารถช่วยได้ รัฐบาลนอร์เวย์ได้ออกมาตรฐานการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทางทะเลในปี 2547 ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับปรุง เช่น ตาข่ายทางวิศวกรรม ท่าจอดเรือ และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อให้ทนต่อพายุที่รุนแรงผิดปกติ เมื่อเทียบกับช่วงปี 2544-2549 จำนวนเฉลี่ยของปลาแซลมอนแอตแลนติกที่หลบหนีในแต่ละปีระหว่างปี 2550-2552 ลดลงมากกว่าครึ่งหนึ่ง ฟาร์มโอเชียนในเอกวาดอร์ได้เพิ่มความปลอดภัย เพิ่มการตรวจสอบกรง และเปลี่ยนไปใช้วัสดุตาข่ายที่แข็งแรงกว่า ซามีร์ คูริ ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการของบริษัทกล่าวว่าไม่มีปลาช่อนทะเลหนีรอดไปได้ตั้งแต่การบุกรุกเมื่อปีที่แล้ว

บางบริษัทเลี้ยงปลาในถังกักเก็บบนบกเพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะต่อน้ำทะเล ลดการสัมผัสกับโรค และควบคุมสภาพการเจริญเติบโต แต่อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ไม่เต็มใจที่จะใช้ตัวเลือกนี้จนกว่าต้นทุนจะลดลง เงินที่ประหยัดได้จากการลดการหลบหนีอาจจะไม่สามารถชดเชยค่าใช้จ่ายในการเริ่มต้นในการย้ายขึ้นบกในปัจจุบันได้ เหตุการณ์หนีภัย 242 เหตุการณ์ที่วิเคราะห์ในการศึกษาการ เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในปี 2558 มีค่าใช้จ่ายเกษตรกรประมาณ 160 ล้านดอลลาร์ จากการประมาณการหนึ่งครั้ง การจัดตั้งฟาร์มกักกันปิดบนบกซึ่งผลิตปลาแซลมอนได้ประมาณ 4,000 เมตริกตันต่อปี ซึ่งเป็นการลากขนาดเล็กตามมาตรฐานอุตสาหกรรม จะมีราคา 54 ล้านดอลลาร์ การจัดตั้งฟาร์มกรงทะเลที่มีขนาดใกล้เคียงกันนั้นมีค่าใช้จ่าย 30 ล้านดอลลาร์

อีกวิธีหนึ่งคือการเลี้ยงปลาที่มีโครโมโซมสามชุด ปลา triploid เหล่านี้ ซึ่งเกิดจากการทำให้ไข่ที่ปฏิสนธิได้รับแรงกดดัน ไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้ ดังนั้นจึงไม่แพร่ขยายพันธุ์หรือสร้างมลพิษให้กับแหล่งพันธุกรรมตามธรรมชาติ

“ทางออกที่ดีที่สุดเพียงอย่างเดียวคือการเป็นหมัน” Glover จากนอร์เวย์กล่าว “อุบัติเหตุเกิดขึ้นได้” นักวิจัยเขียนไว้ในBiological Invasionsในเดือนพฤษภาคม แต่ปลาทริปลอยด์จะไม่เติบโตเช่นกันเมื่อน้ำอุ่นกว่า 15 องศาเซลเซียส และผู้บริโภคอาจลังเลที่จะรับปลาแซลมอนดัดแปลงเหล่านี้

แม้ว่าผลกระทบทางนิเวศวิทยาของการหลบหนีจากฟาร์มเลี้ยงปลาอาจใช้เวลานานกว่าจะเห็นผล นักวิจัยส่วนใหญ่เห็นพ้องต้องกันว่าเราไม่ควรเสี่ยงกับสุขภาพของมหาสมุทร ซึ่งเผชิญกับภัยคุกคามอยู่แล้ว เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มลพิษ และการประมงเกินขนาด ด้วยอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่ขยายตัวประมาณร้อยละ 6 ต่อปี เกษตรกรจะต้องปรับปรุงแนวทางปฏิบัติของตนต่อไป หากพวกเขาต้องการนำหน้าปลาที่หนีไม่พ้น

สำหรับไก่ การจุ่มลงในกล่องทรายถือเป็นสุขอนามัยที่ดี

ฝูงสัตว์ปลอดกรงที่ “อาบน้ำ” โดยการกระพือปีกในดินเบา (ฝุ่นละเอียดของสาหร่ายที่เป็นซากดึกดำบรรพ์) และทรายป้องกันการติดเชื้อไรร้ายแรง นักวิจัยรายงาน 14 กันยายนในวารสารกีฏวิทยาเศรษฐกิจ การติดเชื้อที่สำคัญของไรมากกว่า 100 ตัวต่อนกทำให้แม่ไก่วางไข่น้อยลงโดยเฉลี่ย 2 ถึง 4 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นการเข้าถึงกล่องที่เต็มไปด้วยฝุ่นซึ่งดูเหมือนกล่องทรายขนาดเล็กจึงเหมาะสมต่อสุขภาพของนกและสำหรับกระเป๋าเงินของเกษตรกร

อ่างเก็บฝุ่นทำลายชั้นเคลือบด้านนอกที่เป็นขี้ผึ้งของตัวไร และฆ่าศัตรูพืชด้วยการทำให้แห้ง นักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วว่าฝุ่นสามารถช่วยจัดการไรในนกที่ถูกรบกวนได้ แต่ไม่แน่ใจว่าจะป้องกันได้หรือเปล่า

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ เลี้ยงไก่ปลอดกรงในโรงเรือนสัตว์ปีกพร้อมกล่องกันฝุ่น นักวิทยาศาสตร์ได้แพร่เชื้อให้ไก่สะอาดแต่ละตัวมีไร 20 ถึง 30 ตัว เป็นเวลาสองสัปดาห์ติดต่อกัน จากนั้นจึงตรวจสอบขนาดการแพร่ระบาดของนกแต่ละตัว ในช่วงหกถึง 10 สัปดาห์ ไก่ที่อาบฝุ่นแต่ละตัวมีไรไม่เกิน 100 ตัวโดยเฉลี่ย เมื่อกำจัดอ่างเก็บฝุ่น ประชากรไรก็พุ่งสูงขึ้น นักวิจัยกล่าวว่าผลการวิจัย ใหม่ชี้ไปที่กล่องเก็บฝุ่นเป็นทางเลือกแทนยาฆ่าแมลงสำหรับฟาร์มปลอดกรงและฟาร์มออร์แกนิก

การเสริมยีนเพียงสามยีนช่วยให้พืชได้รับแสงมากขึ้น ทำให้เกิดความหวังใหม่ในการพัฒนาพืชผลที่สามารถตอบสนองความต้องการอาหารจากดาวเคราะห์ที่แออัดได้

พืชยาสูบที่ดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งได้รับเลือกให้ทดสอบแนวคิดนี้ ได้จัดการความสำเร็จที่ผิดปกติในการเพิ่มมวลมากขึ้น 14 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายถึงผลผลิตทางการเกษตรที่มากกว่าพืชที่ไม่อ่อนแอ Krishna Niyogi จาก University of California, Berkeley และ Lawrence Berkeley National Laboratory กล่าว ผลที่ได้มาจากการแทรกยีนสามรุ่นที่แตกต่างกันซึ่งควบคุมความเร็วของพืชที่เพิ่มความสามารถในการเก็บเกี่ยวพลังงานอย่างเต็มที่หลังจากเข้าสู่โหมดการป้องกันเพื่อป้องกันตัวเองจากแสงแดดที่จ้าเกินไป นักวิจัยรายงานในวิทยาศาสตร์ 18 พ.ย.

ในบรรดาผลงานที่ตีพิมพ์จนถึงตอนนี้ “เท่าที่ผมทราบ นี่เป็นตัวอย่างแรกที่เพิ่มการเจริญเติบโตของพืชโดยการปรับปรุงการสังเคราะห์ด้วยแสง” จอห์น อีแวนส์ นักสรีรวิทยาพืชจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์รา ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการใหม่กล่าว

การสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นเคมีสีเขียวขั้นพื้นฐานในการเปลี่ยนพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นอาหาร ไม่ใช่กระบวนการที่มีประสิทธิภาพอย่างสมบูรณ์ ( SN: 2/20/16, p. 12 ) และการแสวงหาการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการจัดการขั้นตอนประสานกันของปฏิกิริยามากกว่า 100 รายการในพืชที่มีชีวิตนั้นซับซ้อน “เราสามารถทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลงได้ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถทำให้บางสิ่งดีขึ้นได้” อีแวนส์กล่าว

แนวคิดพื้นฐานสำหรับการทดลองยาสูบนั้นมาจากความซาบซึ้งว่าแสงและเงาเต้นรำบนใบไม้ตลอดทั้งวันในไร่นาได้อย่างไร การระเบิดของแสงแดดอย่างกะทันหันเป็นสิ่งที่อันตราย การบรรทุกเกินพิกัดอาจทำให้เกิดการไหม้เกรียมของสารเคมีในคลอโรพลาสต์ที่รับแสงของพืชได้ ดังนั้น เมื่อการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์หรือลมพัดพาคลอโรพลาสต์ให้โดนแสงแดดมากกว่าที่มันจะรับไหว ระบบป้องกันก็เริ่มทำงาน

เอ็นไซม์ในใบทำให้เกิดโมเลกุลสีปาปริก้าที่เรียกว่าซีแซนทีน ซึ่งช่วยถ่ายพลังงานส่วนเกินออกมาเป็นความร้อน การป้องกันนี้จะเปิดขึ้นภายในไม่กี่นาที แต่จะปิดช้าลงเมื่อวิกฤตสิ้นสุดลง Niyogi กล่าว
การฟื้นฟูการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างเต็มรูปแบบทำได้มากกว่าแค่การเสริมสร้างกลไกการกลับเป็นปกติ เอนไซม์ที่เรียกว่า ZEP จะแยกซีแซนทีนที่ป้องกันออกเมื่อไม่ต้องการใช้แล้ว แต่การทำให้โรงงานสร้าง ZEP ได้มากขึ้นทำให้ระบบป้องกันไม่สามารถเปิดได้อย่างเหมาะสมตั้งแต่แรก ซึ่งอาจทำให้โรงงานมีความเสี่ยง ดังนั้นนักวิจัยยังได้ปรับปรุงเอนไซม์ที่เรียกว่า VDE ซึ่งสร้างซีแซนทีนที่ป้องกัน ด้วยเอ็นไซม์ทั้งสองที่สมดุล คลอโรพลาสต์ยังคงสามารถกำจัดพลังงานส่วนเกินออกไปได้ แต่กลับมาทำงานได้เต็มประสิทธิภาพเร็วขึ้น

การเสริมโปรตีนตัวที่สาม PsbS ก็ช่วยได้แม้ว่านักวิจัยจะยังไม่เข้าใจรายละเอียดทั้งหมดว่าเป็นอย่างไร พืชยาสูบที่มีโปรตีนทั้งสามเวอร์ชันดัดแปลงนั้นโตขึ้น โดยวัดจากน้ำหนักของวัสดุจากพืชแห้ง มากกว่าพืชชนิดอื่นๆ

Maureen Hanson จาก Cornell University ซึ่งกำลังทำงานในแนวทางที่แตกต่างออกไปเพื่อปรับปรุงการสังเคราะห์ด้วยแสงกล่าว ตอนนี้ เธอบอกว่า แนวความคิดของเอกสารฉบับใหม่นี้พร้อมแล้วสำหรับการพยายามย้ายไปยังพืชที่ผู้คนเก็บเกี่ยวเป็นเมล็ดพืชหรือผลไม้ แฮนสันหวังว่าขนาดจะเพิ่มขึ้นที่นั่นเช่นกัน

การเกลี้ยกล่อมพืชให้สงบลงเร็วขึ้นหลังจากเกิดวิกฤตเป็นเพียงกลยุทธ์เดียวที่จะทำให้การสังเคราะห์แสงมีประสิทธิภาพมากขึ้น อีแวนส์และแฮนสันเป็นหนึ่งในผู้ที่เกี่ยวข้องในความพยายามที่จะปรับปรุงเอนไซม์สังเคราะห์แสงที่ช้าและวอกแวกอย่างฉาวโฉ่ที่เรียกว่า Rubisco ( SN Online: 9/19/14 ) นักวิจัยคนอื่นๆ กำลังพยายามถ่ายโอนระบบสังเคราะห์แสงที่มีประสิทธิภาพตามธรรมชาติที่พบในพืชเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนบางชนิด ที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 ไปเป็นข้าว ซึ่งเป็นหนึ่งในธัญพืชหลักของโลก

กลยุทธ์ที่เก่ากว่าในการบีบอาหารจากฟาร์มให้มากขึ้นนั้นไม่ได้อยู่บนแนวทางเพื่อให้ทันกับประชากรมนุษย์ที่เพิ่มสูงขึ้นและความต้องการอาหาร นิโยกิกล่าว องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติคาดการณ์ว่าการให้อาหารแก่โลกในปี 2050 อาจต้องเพิ่มการผลิตอาหารอีกร้อยละ 70 แต่ความสำเร็จทั้งหมดนี้ Niyogi กล่าวอาจขึ้นอยู่กับว่าผู้คนทั่วโลกรู้สึกอย่างไรเกี่ยวกับอาหารดัดแปลงพันธุกรรม

การวิเคราะห์มะเขือเทศเกือบ 400 ชนิด ชี้ให้เห็นว่าสารปรุงแต่งรสใดสามารถนำความอร่อยที่สืบทอดมาสู่พันธุ์ที่ได้รับการอบรมให้มีความเหนียวมากกว่ารสชาติ

สารประกอบประมาณ 30 ชนิดมีความสำคัญในการสร้างรสชาติของมะเขือเทศที่เข้มข้น กล่าวโดย Harry Klee ผู้เขียนร่วมการศึกษาจากมหาวิทยาลัยฟลอริดาในเกนส์วิลล์ เขาและเพื่อนร่วมงานได้ระบุโมเลกุลสำคัญ 13 โมเลกุลที่ลดน้อยลงในหลายพันธุ์ในตลาดมวลชน นักวิจัยรายงานวันที่ 26 มกราคมใน วารสาร Scienceรายงานว่า สารปรุงแต่งรสบางชนิดสร้างความตื่นเต้นให้กับระบบประสาทสัมผัสของมนุษย์ได้ แม้การเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยก็สามารถสร้างความแตกต่างได้อย่างมาก

Alisdair Fernie ผู้ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษานี้ แต่เคยศึกษาวิชาเคมีของมะเขือเทศที่ Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology ในเมืองพอทสดัม ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “ฉันคิดว่าสิ่งนี้จะช่วยได้อย่างแน่นอน” “รสชาติมีความซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ” เขากล่าว ดังนั้นการสร้างความหลากหลายทางการค้าที่น่าดึงดูดยิ่งขึ้น “แน่นอนว่าต้องใช้แนวทางแบบองค์รวม” เขากล่าว

เพื่อให้บรรลุมุมมองแบบองค์รวม นักวิจัยได้ร่วมมือกับนักพันธุศาสตร์ที่สถาบันจีโนมเกษตรของจีนในเซินเจิ้น ซึ่งกำหนดองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ของมะเขือเทศ 398 ชนิดมหันต์ รวมทั้งมรดกสืบทอดและการค้า นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบมะเขือเทศ 96 สายพันธุ์ผ่านแผงทดสอบรสชาติ โดยมองหาความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมและเคมีในหมู่พันธุ์เหล่านั้นที่จัดว่าอร่อยที่สุด

สิ่งที่ทำให้มะเขือเทศมีรสชาติดีขึ้นส่วนใหญ่คือกลิ่นจริงๆ Klee ชี้ให้เห็น ลิ้นสามารถตรวจพบคุณสมบัติค่อนข้างน้อย เช่น ความหวาน ความเป็นกรด และความนุ่มนวล เครื่องตรวจจับสารเคมีในช่องจมูกมีความหลากหลายและละเอียดอ่อนกว่ามาก ดังนั้นสิ่งที่ทำให้ “Mmmm” กลายเป็นมะเขือเทศก็คือเสียงกระหึ่มของอากาศเข้าไปในจมูกเมื่อมีคนกลืน สารประกอบในอากาศหรือที่รู้จักในชื่อสารระเหยนั้นมีมากในมะเขือเทศ และคลีก็มองหาเวทมนตร์แห่งรสชาติ

สารประกอบระเหยง่ายเหล่านี้บางชนิดปรากฏในมะเขือเทศที่อร่อยที่สุดในระดับจิ๋ว โดยมีเพียงส่วนในล้านล้านเท่านั้น แต่ประสาทสัมผัสของมนุษย์ตอบสนองอย่างมากต่อกลิ่นที่ส่งผลกระทบเพียงเล็กน้อย มะเขือเทศควรมีรสชาติที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดถ้านักวิจัยสามารถผสมพันธุ์ยีนที่ผลิตสารระเหยได้เพียงสี่หรือห้ารุ่นกลับเป็นพันธุ์เชิงพาณิชย์ Klee กล่าว

การเพิ่มความหวานของมะเขือเทศในปัจจุบันอาจทำได้ยากกว่า น้ำตาลในมะเขือเทศเชิงพาณิชย์ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์มาจากใบและถ่ายโอนไปยังลูกโลกสีแดงขนาดใหญ่เมื่อโตเต็มที่ ( SN: 7/28/12, p. 18 ) เนื่องจากพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ได้ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการเพิ่มจำนวนผลไม้บนต้นพืช พืชจึงต้องการใบจำนวนมากเพื่อทำให้พวกมันทั้งหมดหวาน ดังนั้นราคาของมะเขือเทศที่มีรสหวานจะทำให้พวกมันเล็กลงและน้อยลง

“ตอนนี้เรามาถึงจุดสำคัญของปัญหาแล้ว” Klee กล่าว “ฉันต้องแก้ไขรสชาติ แต่ฉันไม่สามารถประนีประนอมกับทุกสิ่งที่พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ได้ทำกับมะเขือเทศสมัยใหม่เพื่อให้มะเขือเทศมีสุขภาพที่ดีขึ้น ให้ผลผลิตมากขึ้น ต้านทานโรคได้มากขึ้น และสามารถขนส่งได้มากขึ้น” เขากล่าว

และอย่าลืมว่ามะเขือเทศจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากที่เลือกแล้ว แอน พาวเวลล์ ผู้ศึกษาการสุกของมะเขือเทศและการต้านทานโรคที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส และปัจจุบันอยู่ที่มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติกล่าว ความเย็นทำให้รสชาติอ่อนลง เนื่องจากคนทำอาหารที่กรีดร้องด้วยความสยดสยองของการเก็บมะเขือเทศในตู้เย็นนั้นรู้กันดีอยู่แล้ว ดังนั้น Powell กล่าวว่าการศึกษาอื่นของ Klee ในปี 2559เกี่ยวกับการเปิดและปิดยีนที่หนาวเย็นทำให้เป็นเพื่อนที่สำคัญกับงานใหม่ การผสมผสานระหว่างการผสมพันธุ์พืชที่ดีขึ้นและการผสมพันธุ์พืชอย่างมีกลยุทธ์อาจเป็นหนทางข้างหน้าสำหรับมะเขือเทศที่มีรสชาติดีกว่า

Mooooove เหนือCRISPR ไก่หมูและแพะ เครื่องมือแก้ไขยีนอันทรงพลังเป็นอีกก้าวที่ใกล้กับการเปลี่ยนแปลงยุ้งข้าว

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกษตรกรรมและป่าไม้ตะวันตกเฉียงเหนือของจีนได้ปรับแต่ง เทคนิค CRISPR/Cas 9เพื่อให้โคนมโคลนสามารถต่อสู้กับแบคทีเรียที่อยู่เบื้องหลังวัณโรคในวัว ( Mycobacterium bovis ) ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อวัวในหลายส่วนของโลก ปีที่แล้ว อีกกลุ่มหนึ่งใช้ TALENs ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการแก้ไขยีนรุ่นเก่า เพื่อ สร้างวัวสองตัวที่ไม่มีเขาแต่นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าใช้ CRISPR เพื่อแทรกยีนในโค

ทีมงานได้ตัดและวางยีนของวัวที่มีรหัสสำหรับ NRAMP1 ซึ่งเป็นโปรตีนที่เชื่อมโยงกับการดื้อต่อวัณโรคและการติดเชื้อแบคทีเรียอื่นๆ เข้าไปในจีโนมของเซลล์โคนมของทารกในครรภ์ จากการโคลนนิ่ง แม่โคให้กำเนิดลูกโค 20 ตัวด้วยยีนNRAMP1 จากลูกโค 11 ตัวที่รอดชีวิตมาได้สามเดือน มี 6 ตัวที่ได้รับการทดสอบความต้านทานวัณโรคและแสดงความสามารถในการต่อสู้กับวัณโรค ได้ ดีขึ้น ทีมรายงานวันที่ 1 กุมภาพันธ์ในGenome Biology

Mooooove เหนือCRISPR ไก่หมูและแพะ เครื่องมือแก้ไข DNA ที่ทุกคนชื่นชอบเป็นอีกก้าวที่ใกล้จะเปลี่ยนโรงนา

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกษตรกรรมและป่าไม้ตะวันตกเฉียงเหนือของจีนได้คิดค้น เทคนิค CRISPR/Cas 9เพื่อให้โคนมโคลนสามารถต่อสู้กับแบคทีเรียที่อยู่เบื้องหลังวัณโรคในวัว ( Mycobacterium bovis ) ปีที่แล้ว อีกกลุ่มหนึ่งใช้ TALENs ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการแก้ไขยีนรุ่นเก่า เพื่อสร้างวัวสองตัวที่ไม่มีเขาแต่นี่เป็นครั้งแรกที่มีรายงานว่า CRISPR แทรกยีนในโค

ทีมงานได้ตัดและวางยีนของวัวสำหรับ NRAMP1 ซึ่งเป็นโปรตีนที่เชื่อมโยงกับการดื้อต่อวัณโรคและการติดเชื้อแบคทีเรียอื่นๆในจีโนมโคนมของทารกในครรภ์ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ใช้ CRISPR/Cas 9 เพื่อแทรกยีน อาจเกิดผลกระทบหรือการกลายพันธุ์ที่ไม่ได้ตั้งใจในส่วนอื่นๆ ของจีโนม ในกรณีนี้ นักวิจัยได้เลือกพื้นที่ของ DNA อย่างมีกลยุทธ์เพื่อลดผลกระทบเหล่านั้น

จากการโคลนนิ่ง แม่โคให้กำเนิดลูกโค 20 ตัวด้วยยีนNRAMP1 จากลูกโค 11 ตัวที่รอดชีวิตในช่วงสามเดือนที่ผ่านมา มี 6 ตัวที่ได้รับการทดสอบความต้านทานวัณโรคและ แสดงความสามารถในการต่อสู้กับวัณโรคในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ทีมงานรายงานวันที่ 31 มกราคมในGenome Biology

ในมุมที่ห่างไกลทางตะวันออกของรัสเซีย ที่ฤดูหนาวอันยาวนานทำให้อุณหภูมิที่แทบไม่สั่นไหวเหนือจุดเยือกแข็ง มรดกทางพันธุกรรมของผู้ล่า-รวบรวมโบราณนั้นคงอยู่

นักวิจัยรายงานวันที่ 1 กุมภาพันธ์ในScience Advancesว่าDNA จากซากของผู้หญิงสองคนที่มีอายุ 7,700 ปีมีความคล้ายคลึงกับของผู้คนที่อาศัยอยู่ในบริเวณนั้นอย่างน่าประหลาดใจ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยบางคนในเอเชียตะวันออกไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรมากนักในช่วง 8,000 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ส่วนอื่นๆ ของโลกเห็นคลื่นผู้อพยพเข้ามาตั้งถิ่นฐาน

Carles Lalueza-Fox นักบรรพชีวินวิทยาจากสถาบันชีววิทยาวิวัฒนาการในบาร์เซโลนากล่าวว่า “ความต่อเนื่องนั้นน่าทึ่งมาก” ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับงานนี้กล่าว “มันแตกต่างอย่างมากกับสิ่งที่พบในยุโรป”

Andrea Manica ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่าในยุโรปตะวันตกโดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษา DNA โบราณได้รวบรวมภาพของฟลักซ์ “ทุกๆ สองสามพันปี มีการหมุนเวียนของผู้คนจำนวนมาก” เขากล่าวว่าเมื่อประมาณ 8,000 ปีที่แล้ว เกษตรกรอพยพเข้ามาแทนที่นักล่า-รวบรวมในพื้นที่ และสองสามพันปีหลังจากนั้น ผู้อพยพจากยุคสำริดจากเอเชียกลางก็เข้ามา

ใน DNA ที่รวบรวมจากกระดูกและฟันของคนโบราณเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุลายเซ็นทางพันธุกรรมของประชากรที่แตกต่างกันได้ เมื่อประชากรของบอลลูนเกษตรกร Lalueza-Fox กล่าวว่าลายเซ็นของนักล่าและรวบรวมส่วนใหญ่จะลบออก

แต่ไม่ว่าจะเป็นเรื่องจริงทั่วโลกหรือไม่ก็ตาม Manica จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าว “เราอยากเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นในที่อื่น…. เอเชียมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับยุโรป และถูกละเลย”

เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากกราฟิก ทีมของ Manica ได้รวบรวม DNA จากโครงกระดูกของคนโบราณ 5 คนที่พบในถ้ำที่เรียกว่า Devil’s Gate ถ้ำตั้งอยู่ทางตะวันออกไกลของรัสเซีย ซึ่งซ่อนตัวอยู่ตามแนวชายแดนของจีนและเกาหลีเหนือ และเก็บศพมนุษย์ เศษผ้า และเศษเครื่องปั้นดินเผาที่แตกหัก

นักวิจัยได้รวบรวม DNA ที่เพียงพอจากคนสองคนเพื่อปะติดปะต่อกันประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ของจีโนม ซึ่งเป็นชุดคำสั่งทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ภายในนิวเคลียสของเซลล์ นั่นไม่มาก Manica กล่าว แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะเปรียบเทียบผู้อยู่อาศัยใน Devil’s Gate กับคนอื่น นักวิจัยวิเคราะห์จีโนมของผู้คนที่กระจายอยู่ทั่วทวีปอันไกลโพ้น ตั้งแต่ Dolgan ในไซบีเรียไปจนถึงทางใต้ของไทยหลายพันกิโลเมตร

ตามพันธุกรรมแล้ว ผู้หญิงอายุ 7,700 ปีมีความคล้ายคลึงกับ Ulchi ซึ่งเป็นกลุ่มนักล่า-ชาวประมงกลุ่มเล็กๆ ที่ยังคงอาศัยอยู่นอกดินแดนมาจนถึงทุกวันนี้ Manica ไม่สามารถพูดได้ว่า Ulchi เป็นทายาทสายตรงของสองสาว Devil’s Gate หรือเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด แต่การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงความมั่นคงในแถบเอเชียตะวันออก ซึ่งเป็นสถานที่ที่ไม่มีผู้ล่า-รวบรวมพรานเข้ามากวาดล้างหรือรวมตัวกันเป็นกลุ่มเกษตรกรที่เฟื่องฟู

บางทีการทำฟาร์มไม่ได้เริ่มต้นที่นั่นเพราะสภาพอากาศหนาวเย็นไม่ดีสำหรับการปลูกพืชผล Manica กล่าว หรือบางทีความคิดและเทคโนโลยีจากเกษตรกรและผู้ย้ายถิ่นฐานอื่น ๆ ก็มาถึง Ulchi โดยไม่มีผู้คนหลั่งไหลเข้ามา (พวกอุลชีไม่เหมือนกับนักล่า-รวบรวมสัตว์ดึกดำบรรพ์ในอดีต พวกเขาทำฟาร์มนิดหน่อย และได้ใช้วิธีใหม่ๆ ในการตกปลา ล่า และเก็บอาหาร เขาชี้ให้เห็น)

“สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าความคิดสามารถเดินทางได้โดยไม่ต้องมีคนเคลื่อนไหว” Manica กล่าว

นั่นสมเหตุสมผล Lalueza-Fox กล่าว แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการข้อมูลเพิ่มเติม — ตัวอย่างเพิ่มเติมจากเอเชียตะวันออกและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ด้วย เขากล่าว “ฉันรู้สึกว่าเรื่องราวทั้งหมดจะซับซ้อนกว่านี้มาก”

ต้องใช้ตัวเหม็นที่เครียดมากแค่ไหนเพื่อทำให้ไวน์แตก? งานวิจัยใหม่กล่าวว่ามากกว่าสามต่อกลุ่มองุ่น

Stinkbugs เป็นศัตรูพืชในหมู่นักชิมเนื่องจากรสชาติของแมลงสำหรับองุ่นไวน์และกลิ่นเหม็นที่มีชื่อเดียวกัน เมื่อเก็บเกี่ยวองุ่นโดยไม่ได้ตั้งใจและหมักในระหว่างกระบวนการผลิตไวน์ แมลงที่มีชีวิตสามารถปล่อยกลิ่นเหม็นและทำลายไวน์ได้ ( SN: 5/5/07, p. 285 ) นักวิจัยจาก Oregon State University ใน Corvallis รายงานในJournal of Agricultural and Food Chemistryว่าเกณฑ์ที่กำหนดใหม่คือสามต่อคลัสเตอร์องุ่น ตัวเหม็นมากขึ้นผลิตไวน์แดงที่มีรสเหม็นอับตามที่คณะกรรมการผู้บริโภคตัดสิน คุณภาพอัดแน่นด้วยระดับความเครียดที่เพิ่มขึ้น (E)-2-decenal ซึ่งมีกลิ่นเหมือนผักชี

คนรักไวน์ขาวสามารถพักผ่อนได้อย่างสบายใจ ดูเหมือนแมลงเหม็นจะไม่ส่งผลต่อรสชาติของมันเพราะว่าสีขาวนั้นถูกแปรรูปต่างจากสีแดง เออิจิโระ มิยาโกะรู้สึกสะเทือนใจกับการลดลงของผึ้ง

“เราต้องการการผสมเกสร” เขากล่าว “ถ้าระบบนั้นพังก็แย่มาก”

แมลงโดยเฉพาะผึ้งช่วยผสมเกสรทั้งพืชอาหารและพืชป่า แต่การถ่ายละอองเรณูกำลังลดลงทั่วโลกเนื่องจากการสูญเสียถิ่นที่อยู่ โรค และการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช ท่ามกลางปัจจัยอื่นๆ ( SN: 1/23/16, p. 16 )

มิยาโกะ นักเคมีจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรมขั้นสูงแห่งชาติในเมืองสึคุบะ ประเทศญี่ปุ่น รู้สึกหลงใหลเกี่ยวกับการสูญเสียแมลงผสมเกสรหลังจากดูสารคดีทางโทรทัศน์ เขาจำได้ว่าคิดว่า: “ฉันต้องสร้างบางอย่างเพื่อแก้ปัญหานี้”

คำตอบของเขาอยู่ในขวดโหลอายุ 8 ขวบในห้องทดลองของเขา

ในปี 2550 เขาพยายามทำเจลที่นำไฟฟ้า แต่มันเป็น “ความล้มเหลวโดยสิ้นเชิง” เขากล่าว ดังนั้นเขาจึงเทของเหลวลงในขวดใส่ลงในลิ้นชักแล้วลืมไป ทำความสะอาดห้องแล็บของเขาในปี 2558 เขาทำโถตกโดยไม่ตั้งใจ

โดรนผสมเกสร
STICKY HAIRS โดรนตัวนี้สามารถเติมเกสรผึ้ง ดึงละอองเกสรจากดอกไม้ดอกหนึ่งมาติดที่ดอกอีกดอกหนึ่ง
อี มิยาโกะ
น่าแปลกที่เจลยังคงเหนียวและเก็บฝุ่นจากพื้น มิยาโกะตระหนักว่าความสามารถของเจลในการจับอนุภาคขนาดเล็กนั้นคล้ายกับวิธีที่ขนตามร่างกายของผึ้งดักละอองเกสร ความคิดของเขาพุ่งไปสู่การผสมเกสรเทียม

ประการแรก เขาตรวจสอบว่าแมลงที่ไม่ผสมเกสรสามารถช่วยงานนี้ได้หรือไม่ เขาจุ่มเจลลงบนมดแล้วปล่อยมันลงในกล่องทิวลิป มดถูกเคลือบด้วยเรณูหลังจากสามวัน

มิยาโกะยังกังวลว่าผู้ล่าจะกินแมลงผสมเกสรของเขา เพื่อให้อำพรางพวกเขา เขาได้ผสมสารประกอบที่ไวต่อแสงสี่ชนิดเข้ากับเจล เขาทดสอบส่วนผสมใหม่นี้กับแมลงวัน โดยวางหยดยาลงบนหลังของพวกมัน และวางแมลงไว้หน้ากระดาษสีน้ำเงิน ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต เจลจะเปลี่ยนจากสีใสเป็นสีน้ำเงิน โดยเลียนแบบสีของฉากหลัง

แม้ว่าเสื้อคลุมที่มองไม่เห็นด้วยสารเคมีนี้อาจปกป้องแมลงได้ แต่มิยาโกะก็ต้องการแมลงผสมเกสรที่สามารถควบคุมได้และจะไม่เดินออกไปด้วยกลิ่นแรกของปิกนิก

เขาซื้อโดรนขนาดเท่ากีวีจำนวน 10 ลำ และสอนตัวเองให้บินได้ โดยทำลายทั้งหมด ยกเว้นเพียงตัวเดียวในกระบวนการ มิยาโกะคลุมก้นของโดรนที่รอดตายด้วยผมม้าสั้น โดยใช้ไฟฟ้าเพื่อทำให้ขนตั้งขึ้น การเพิ่มเจลของเขาทำให้ขนม้าทำงานเหมือนผึ้งฝอย

ในการทดสอบจนถึงตอนนี้ โดรนได้ประสบความสำเร็จในการผสมเกสรดอกลิลลี่ญี่ปุ่นมากกว่าหนึ่งในสามของเวลาปัดขึ้นไปที่ดอกไม้ดอกหนึ่งเพื่อเก็บละอองเรณู จากนั้นจึงบินไปยังอีกดอกหนึ่งเพื่อกำจัดเมล็ดพืช ทีมงานของเขารายงานในหมวดเคมี9 ก.พ.

ดีใจที่เขาช่วยเจลที่ล้มเหลวได้ มิยาโกะคิดว่ามันเป็นไปได้ที่จะทำให้โดรน 100 ลำทำงานอัตโนมัติ โดยใช้ GPS และปัญญาประดิษฐ์ เพื่อผสมเกสรร่วมกับผึ้งและแมลงอื่นๆ “มันไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์” เขากล่าว

ข้าวโพดที่ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้โมเลกุลเหมือนนินจาสามารถโจมตีเชื้อราที่บุกรุกได้ หยุดการผลิตสารพิษก่อมะเร็ง

โมเลกุลอาร์เอ็นเอเฉพาะทางเหล่านี้จะรอจนกว่าจะตรวจพบเชื้อรา แอสเปอร์จิลลั ส ซึ่งเป็นเชื้อราที่สามารถเปลี่ยนเมล็ดพืชและถั่วให้เป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ จากนั้นโมเลกุลจะกระโจนขึ้นเพื่อหยุดเชื้อราจากการผลิตโปรตีนหลักที่มีหน้าที่ในการผลิตอะฟลาทอกซิน นักวิจัยรายงานวันที่ 10 มีนาคมในScience Advances นักวิจัยสรุปว่าด้วยอะฟลาทอกซินและสารพิษจากเชื้อราอื่นๆ ที่ส่งผลกระทบต่อพืชผลมากถึง 25% ทั่วโลก การค้นพบนี้อาจช่วยเพิ่มความปลอดภัยด้านอาหารทั่วโลก

“หากไม่มีโปรตีน ก็ไม่มีสารพิษ” โมนิกา ชมิดต์ ผู้เขียนร่วมการศึกษา นักพันธุศาสตร์พืชจากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอน กล่าว

ชมิดท์และเพื่อนร่วมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าการรบกวน RNA ซึ่งใช้ประโยชน์จากกลไกการป้องกันตามธรรมชาติที่สิ่งมีชีวิตใช้ในการป้องกันไวรัส นักวิจัยดัดแปลงข้าวโพดเพื่อให้ผลิตอาร์เอ็นเอสั้น ๆ ที่ตรงกับส่วนของอาร์เอ็นเอในเชื้อราที่ทำจากยีนaflC ยีนดังกล่าวเข้ารหัสขั้นตอนสำคัญของวิถีทางชีวเคมีที่เชื้อราใช้สร้างสารพิษ เมื่ออาร์เอ็นเอที่ถูกดัดแปลงของข้าวโพดจับคู่กับของเชื้อรา ที่จะกระตุ้นแอสเปอร์จิ ลลัส ให้ตัดอาร์เอ็นเอของมันเอง ป้องกันไม่ให้มีการสร้างโปรตีนหลัก และทำให้สารพิษถูกสร้างขึ้น

จากนั้น ทีมงานได้แพร่เชื้อA. flavus ให้กับข้าวโพดทั้งที่ออกแบบและไม่แปรรูปข้าวโพด ซึ่งเป็น สายพันธุ์ Aspergillusที่ปล่อยอะฟลาทอกซินที่มีศักยภาพมากที่สุด หลังจากที่ปล่อยให้ข้าวโพดและเชื้อราเติบโตเป็นเวลาหนึ่งเดือน นักวิจัยก็ไม่สามารถตรวจพบอะฟลาทอกซินในข้าวโพดที่ดัดแปลงพันธุกรรมได้ แต่พวกเขาตรวจวัดอะฟลาทอกซินมากกว่า 1,000 ส่วนต่อพันล้านอย่างต่อเนื่องในข้าวโพดที่ไม่ผ่านการดัดแปลง และบางครั้งก็มากถึง 200,000 ppb Schmidt กล่าว ในสหรัฐอเมริกา พืชผลสำหรับการบริโภคของมนุษย์จะถูกใช้เป็นอาหารสัตว์หรือถูกทำลายหากมีมากกว่า 20 ppb พืชผลที่ปนเปื้อนซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับมนุษย์หรือสัตว์มีราคา 270 ล้านดอลลาร์ต่อปี

ในประเทศที่ไม่คัดกรองสารพิษ ผู้คนกินข้าวโพดที่ติดเชื้อ ที่อาจทำให้อาเจียน ปวดท้อง และทำให้โคม่าสูงขึ้นได้ การได้รับอะฟลาทอกซินในระดับต่ำเป็นเวลานานอาจทำให้พัฒนาการของเด็กและทำให้เกิดมะเร็งตับได้

“ไม่ใช่แค่ปัญหาทางเศรษฐกิจ แต่เป็นปัญหาด้านสุขภาพ” ชมิดท์กล่าว

Charles Woloshuk นักพยาธิวิทยาพืชที่มหาวิทยาลัย Purdue ใน West Lafayette รัฐอินเดียนากล่าวว่าการอนุญาตให้A. flavusเติบโตและมุ่งเน้นไปที่การป้องกันไม่ให้สร้างสารพิษเป็นแนวทางที่ดี ในอดีต นักวิจัยพยายามเพาะพันธุ์พืชที่ต้านทานเชื้อราเพื่อต่อสู้กับอะฟลาทอกซินไม่สำเร็จ แต่การกำหนดเป้าหมายเชื้อราในลักษณะนั้นอาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของเชื้อราที่ทำให้พืชสามารถแพร่เชื้อได้ Woloshuk กล่าว

การรบกวนของอาร์เอ็นเอไม่ได้ไม่มีอันตรายเช่นกัน RNA ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษอาจโกงและทำสิ่งที่พวกเขาไม่ได้ตั้งใจจะทำ เช่น ส่งผลต่อการพัฒนาเคอร์เนลหรือการเจริญเติบโตของพืช แต่การวิเคราะห์ข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมพบว่า RNA ยึดติดกับสคริปต์

“นั่นเป็นข้อมูลที่ดี” Woloshuk กล่าว

วิธีการป้องกันการติดเชื้อในปัจจุบันอื่น ๆ มุ่งเน้นไปที่การจัดเก็บข้าวโพดที่เก็บเกี่ยวในสุญญากาศเพื่อป้องกันเชื้อราAspergillus แต่นั่นจะไม่เป็นผลหากข้าวโพดติดเชื้อก่อนเก็บ การจับคู่ข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งปกป้องพืชผลในขณะที่มันเติบโตในทุ่งด้วยเทคนิคการเก็บรักษาหลังการเก็บเกี่ยวจะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันไม่ให้เชื้อรา แอสเปอร์จิลลัส ปนเปื้อนในข้าวโพด ชามิดท์กล่าว

“นี่เป็นขั้นตอนแรกในการแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ แต่จริงๆ แล้วมันคือการนำมันมาวางบนจานผู้บริโภค” เธอกล่าวเสริม “ฉันรู้ว่าหนทางยังอีกยาวไกล แต่ฉันหวังว่าจะมีใครสักคนที่อยากจะก้าวไปข้างหน้า”

จานอาหารค่ำที่มีอาหารจากพืชจำนวนมากอาจไม่ให้สารอาหารแบบเดียวกันในช่วงปลายศตวรรษนี้เหมือนในทุกวันนี้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้ปริมาณแร่ธาตุและโปรตีนของข้าวสาลี ข้าว และพืชผลหลักอื่นๆ หดตัวลง ตามหลักฐานที่เพิ่มขึ้น

ซีลีเนียม ซึ่งเป็นธาตุที่จำเป็นต่อสุขภาพของมนุษย์ ขาดสารอาหารไปแล้ว 1 ใน 7 คนทั่วโลก การศึกษาเชื่อมโยงซีลีเนียมต่ำกับปัญหาเช่นระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอและความรู้ความเข้าใจลดลง และในจุดที่จีนขาดแคลนซีลีเนียมอย่างรุนแรง กระดูกของเด็กจะไม่โตจนมีขนาดหรือรูปร่างปกติ กลุ่มวิจัยนานาชาติประกาศออนไลน์ในวันที่ 21 กุมภาพันธ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences องค์ประกอบที่สำคัญนี้อาจกลายเป็นโปรยปราย ในดินของพื้นที่เกษตรกรรมหลัก ๆเมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง

ในทำนองเดียวกัน การขาดธาตุสังกะสีและธาตุเหล็กสามารถเติบโตได้เมื่อสารอาหารรองลดน้อยลงในพืชผลหลักทั่วโลก ซามูเอล ไมเยอร์สและปีเตอร์ ฮอยเบอร์ส เพื่อนร่วมงานของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด และผู้ทำงานร่วมกันเตือนในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 6 มกราคมในการทบทวนการสาธารณสุขประจำปี การทดลองภาคสนามแห่งอนาคตเกี่ยวกับข้าวสาลีและพืชผลสำคัญอื่นๆ คาดการณ์ว่าผู้คนจำนวนมากขึ้นจะขาดสารอาหารในปลายศตวรรษนี้เนื่องจากปริมาณโปรตีนที่ลดลง Myers รายงานเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ที่งาน Climate and Health Meeting ที่เมืองแอตแลนตา

“ถ้าเรานั่งลงเมื่อ 10 ปีที่แล้วและพยายามคิดว่าผลกระทบของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากมนุษย์อาจมีต่อสุขภาพของมนุษย์ คงไม่มีใครคาดคิดว่าผลกระทบอย่างหนึ่งจะทำให้อาหารของเรามีคุณค่าทางโภชนาการน้อยลง” ไมเออร์สกล่าว “แต่เราไม่สามารถขัดขวางและกำหนดค่าระบบธรรมชาติส่วนใหญ่ทั่วโลกโดยพื้นฐานแล้วไม่ได้โดยไม่ต้องเผชิญกับผลที่ไม่คาดคิด”

การค้นหาผลของสารอาหารที่ไม่ได้ตั้งใจนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย สำหรับซีลีเนียม นักวิทยาศาสตร์มีแนวคิดคร่าวๆ เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวทั่วโลกของธาตุนี้ Lenny Winkel นักชีวเคมีจาก ETH Zurich และกลุ่มวิจัยทางน้ำของสวิส Eawag ในเมือง Dübendorf ไม่ชัดเจนว่าสัดส่วนการกัดเซาะของหินหรือลอยขึ้นสู่พื้นดินจากทะเลเป็นอย่างไร เธอเป็นผู้ตรวจสอบหลักสำหรับโครงการซีลีเนียมในดินใน เอกสาร การดำเนินการฉบับใหม่ เท่าที่เธอทราบ การนำเสนอนี้นำเสนอภาพรวมระดับโลกครั้งแรกที่ความเข้มข้นของซีลีเนียมในดิน และปัจจัยพื้นฐานที่มีอิทธิพลต่อสิ่งที่อยู่ที่นั่น เธอกล่าวว่ามาตราส่วนนี้ “ค่อนข้างกล้าหาญ”

เริ่มต้นด้วยจุดข้อมูลมากกว่า 33,000 จุดจากแหล่งอื่น Winkel และเพื่อนร่วมงานได้รวบรวมแผนที่ความเข้มข้นของซีลีเนียมในดินทั่วโลก สภาพภูมิอากาศโผล่ออกมาเป็นหนึ่งในตัวทำนายที่สำคัญกว่าของปริมาณซีลีเนียมในดินซึ่งเป็นลิงค์ที่ไม่ได้แสดงในการศึกษาขนาดเล็ก สถานที่ที่สภาพอากาศเปลี่ยนดินแห้งแล้งมักจะมีซีลีเนียมต่ำกว่า แต่ลักษณะของดินก็มีความสำคัญเช่นกัน สถานที่ที่มีอินทรีย์คาร์บอนสูง เช่นเดียวกับในป่าที่มีใบไม้ร่วง และบริเวณที่มีดินเหนียวมาก มักจะรักษาซีลีเนียมได้ดีกว่า

เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากแผนที่ ภายในสิ้นศตวรรษ ประมาณสองในสามของพื้นที่เกษตรกรรมที่มีการเพาะปลูกอย่างหนักอาจจะสูญเสียซีลีเนียมภายใต้สถานการณ์ขั้นกลางของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Winkel และเพื่อนร่วมงานสรุป ด้วยอุณหภูมิเฉลี่ยปลายศตวรรษที่คาดการณ์ไว้ที่ 2.2 องศาเซลเซียสเมื่อเทียบกับปี 2529 ถึง 2548 ซีลีเนียมลดลงในบริเวณอู่ข้าวอู่น้ำในการศึกษาโดยเฉลี่ย 8.7 เปอร์เซ็นต์ มีเพียง 19 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เพาะปลูกเท่านั้นที่ดูเหมือนจะได้รับซีลีเนียม

แผนที่ใหม่ “น่าเป็นห่วง” Philip White นักสรีรวิทยาพืชแห่งสถาบัน James Hutton ในเมือง Invergowrie ประเทศสกอตแลนด์กล่าว White ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับพืชเกษตร ได้ตีพิมพ์เกี่ยวกับซีลีเนียม แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาใหม่ ตามหลักการทั่วไป เขากล่าวว่าความเข้มข้นของซีลีเนียมตามธรรมชาติในดิน “เกี่ยวข้องโดยตรงกับซีลีเนียมที่มีอยู่ในพืช”

นั่นอาจเป็นกฎง่ายๆ แต่ Winkel กล่าวว่าในการปรับแต่งการทำนาย นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องพิจารณาว่าพันธุ์พืชมีความแตกต่างกันอย่างไรในการสร้างซีลีเนียมในเนื้อเยื่อของพวกมัน ยกตัวอย่างเช่น ถั่วบราซิล สะสมซีลีเนียมไว้มากจนแฟนตัวยงและดื้อรั้นสามารถพัฒนาสัญญาณของการใช้ยาเกินขนาดได้ หนึ่งสัญญาณของส่วนเกิน: มิฉะนั้นลมหายใจกระเทียมไม่ได้อธิบาย

ส่วนเกินอาจเป็นปัญหาได้เนื่องจากซีลีเนียมที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพนั้นแคบ “คุณสามารถรับมากเกินไปหรือน้อยเกินไปได้อย่างรวดเร็ว” Winkel กล่าว ปัญหา Goldilocks นี้ทำให้การวางแผนว่าจะทำอย่างไรกับการขาดแคลนได้ยาก: สิ่งที่ช่วยเพิ่มสุขภาพในหมู่ผู้ที่มีสารอาหารไม่ดีอาจไม่ดีสำหรับผู้ที่ได้รับอาหารที่ดีด้วยแหล่งซีลีเนียมที่หลากหลาย

ความเข้มข้นของสังกะสีและธาตุเหล็กในพืชผลก็อาจจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Myers และเพื่อนร่วมงานรายงานในNatureในปี 2014 พวกเขาวิเคราะห์ตัวอย่างการเก็บเกี่ยวจากพืชหลักที่ปลูกทั้งหมด 41 สายพันธุ์ (ข้าวสาลี ข้าว ถั่วลันเตา ถั่วเหลือง ข้าวโพด) และข้าวฟ่าง) ที่เติบโตด้วยโปรโตคอลการทดลองที่มีราคาแพงและซับซ้อนซึ่งเรียกว่า FACE เพื่อการเสริมคุณค่าของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศฟรี ในออสเตรเลีย ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา พืชทดลองเติบโตในทุ่งกลางแจ้งภายในวงกลมสโตนเฮนจ์แห่งอนาคตที่มีท่อบางๆ เป่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพิเศษเพื่อเลียนแบบบรรยากาศช่วงกลางถึงปลายศตวรรษ สถานที่ต่างกันไป แต่ในขณะนั้น นักวิจัยรายงานว่า CO 2 พื้นฐานของพวกเขา อยู่ที่ 363 ถึง 386 ส่วนในล้านส่วน และผลักดันให้ท่อส่งก๊าซออกมา 546 ถึง 586 ppm

พืชผลสำคัญหลายชนิดแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของธาตุอาหารเมื่อปลูกกลางแจ้งโดยมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป (ตั้งแต่ 546 ถึง 586 ppm) ในเจ็ดจุดที่กระจายอยู่ทั่วออสเตรเลีย ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา ข้าวฟ่างและข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ พืชดักจับคาร์บอนด้วยสิ่งที่เรียกว่าทางเดิน C 4อาจรักษาสารอาหารในบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนได้ดีกว่าพืชผลส่วนใหญ่ Phytate ไม่ใช่สารอาหาร แต่เป็นสารประกอบที่สามารถทำลายการดูดซึมสังกะสีในมนุษย์ ลดลงเฉพาะในข้าวสาลีเท่านั้น การจุ่มไฟเตตอาจช่วยชดเชยสังกะสีที่ลดลง แต่นักวิจัยสังเกตว่าสังกะสีลดลงมากกว่าปริมาณไฟเตตที่ทำ ความหมายของการลดลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับจำนวนคนที่ดึงสารอาหารบางส่วนจากพืชผลหนึ่งๆ มาเป็นส่วนสำคัญ การคำนวณในเอกสารฉบับหลังๆ นี้กำลังเริ่มกล่าวถึง

จากตัวอย่างจากการทดลองระยะไกลเหล่านี้ นักวิจัยพบว่าความเข้มข้นของธาตุเหล็กในข้าวสาลีลดลงโดยเฉลี่ย 5 เปอร์เซ็นต์ ระดับสังกะสีลดลง 9 เปอร์เซ็นต์ พืชผลอื่นๆ ส่วนใหญ่มีแนวโน้มลดลงเช่นกัน แม้ว่าข้าวโพดและข้าวฟ่างซึ่งใช้สิ่งที่เรียกว่าวิถี C 4ในการดักจับคาร์บอน ก็แสดงให้เห็นสัญญาณของความยืดหยุ่นที่เป็นไปได้

จากนั้นไมเยอร์สก็ถามว่า: “แล้วไง”

การหาสิ่งนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย สมัครเว็บแทงบอล แหล่งแร่ธาตุหลักจากพืชสำหรับเอธิโอเปียอาจไม่มีความสำคัญสำหรับอังกฤษมากนักด้วยอาหารที่อุดมด้วยเนื้อสัตว์ ไมเยอร์สและเพื่อนร่วมงานได้รวบรวมฐานข้อมูลที่ยิ่งใหญ่เกี่ยวกับจำนวนอาหาร 95 ที่ผู้คนกินใน 188 ประเทศทั่วโลก จากนั้นคำนวณว่าการตกต่ำของสังกะสีเพียงเล็กน้อยจะทำให้ผู้คนตกอยู่ในความเสี่ยงในอนาคต นักวิจัยรายงานในปี 2015 ว่าการเปลี่ยนแปลงทางโภชนาการภายในปี 2050 จะผลักดันให้ผู้คนราว 138 ล้านคนขาดธาตุสังกะสีมากขึ้น และสำหรับผู้คนมากกว่า 2 พันล้านคนที่ขาดธาตุสังกะสีอยู่แล้ว การลดลงของพืชผลในอนาคตอาจทำให้ปัญหาสุขภาพของพวกเขาแย่ลงไปอีก