Населення Землі зараз становить 7,6 мільярда людей, передає Ukr.Media.Більшість фахівців з демографії сходиться на думці, що до 2050 року це число збільшиться приблизно до десяти мільярдів. Виникає питання: як прогодувати всіх, при цьому не погубивши планету?
Непримиренні суперники
На думку автора статті Чарльза Манна, практично всі можливі відповіді на це питання можна розділити на дві великі категорії, які пов'язані з іменами двох американців, що жили в 20 столітті — Вільяма Вогта і Нормана Борлоуга.
Для Борлоуга відповіддю на питання була людська винахідливість, вміння «вдосконалювати» природу. Вогт вважав інакше: людство має менше споживати, щоб полегшити тиск на екосистему Землі.
Чарльз Манн пропонує розділити послідовників цих учених на «чарівників» і «пророків». Чарівники, послідовники Борлоуга, вирішують технологічні задачі, а пророки, послідовники Вогта, засуджують людське нерозсудливість.
Дорога в пекло
У 1948 році Вогт опублікував «Дорогу до виживання», першу книгу в сучасному стилі «все котиться до біса». У ній він висловив головний аргумент на користь захисту навколишнього середовища, який є зараз у руху, що отримав назву «, — ємність середовища рано чи пізно буде вичерпана.
Цей термін припускає, що у кожної екосистеми є ліміт ресурсів. Перевищити ліміт — означає зруйнувати екосистему. По мірі зростання населення, пише Вогт, потреба в продуктах харчування перевищить ємність середовища, що обернеться катастрофою: ерозія ґрунту, зменшення площі лісового покриву, вимирання видів і забруднення води — все це рано чи пізно призведе до голоду в усьому світі.
Коли «Дорога до виживання» була опублікована, Борлоуг, ще молодий фітопатолог (фахівець, що вивчає хвороби рослин), працював у Мексиці над проектом, фінансованим фондом Рокфеллера.
Учений вивів новий сорт пшениці: її стебло був набагато коротше стебла звичайної пшениці, який сильно нахилився, і в результаті рослина загнивала і помирало. Новий сорт пшениці збільшив показники врожайності настільки, що в 1968 році Агентство США з міжнародного розвитку назвав цю подію «зеленої» революцією — феноменом, який визначив 20 століття.
Наслідки «зеленої революції» особливо були помітні в Азії, де в 1962 році фонди Рокфеллера і Форда відкрили Міжнародний дослідний інститут рису. У той час щонайменше половина населення континенту голодувала і жила в бідності.
Дослідникам вдалося вивести новий, високоврожайний сорт рису. У 1970-х і 1980-х роках врожай в Азії збільшився в три рази. Більше 80% рису, що вирощується в сучасній Азії, належить до сорту, який вчені вивели в 1960-х роках минулого століття.
Проте, як і передбачав Вогт, величезний стрибок в продуктивності спричинив за собою серйозні екологічні проблеми. Пророки стверджували, що «зелена» революція — це просто спосіб відкласти проблему масового голоду: щасливий випадок, а не рішення.
Зростання населення і добробуту, як стверджують пророки, означає, що незабаром треба буде знову підвищити врожайність посівів — чарівники називають це другий «зеленої» революцією.
Деякі методи, використані під час першої «зеленої» революції, вже недоступні людству. Фермери не можуть засіяти нові землі, тому що практично кожен гектар орних земель вже освоєний.
Неможливо збільшити кількість використовуваних добрив: ними вже зловживають скрізь, крім деяких областей в Африці. Чарівники вважають, що кращий вихід — використовувати можливості генетичної модифікації, щоб досягти більш високої врожайності. Пророки вважають, що потрібно робити протилежне: використовувати менше землі, витрачати менше води і припинити забруднювати навколишнє середовище.
Азот
В середині 19 століття німецький вчений Юстус фон Лібіх встановив, що кількість азоту в ґрунті впливає на швидкість росту рослини. Для Лібіха грунт була лише підставою, що утримує коріння. Додайте азотних добрив — і отримаєте великий урожай.
Але в ті часи не знали, як можна виробляти азотні добрива. Технологію розробили два німецьких фізика — Фріц Габер і Карл Бош. Процес Габера-Боша, можливо, був найбільш важливим технологічним досягненням 20 століття.
Цей процес застосовується для виробництва практично всіх синтетичних добрив у світі. 45% населення планети живиться переважно продуктами, вирощеними завдяки цим добривам.
Не буває перемог без поразок. За останні 60 років рослини змогли ввібрати тільки близько 60% використаних добрив. Решта 40% потрапили у воду чи повітря (у вигляді оксиду азоту).
Добрива збагачують землю і під водою: вони сприяють росту водяних рослин. Вмираючи, ці рослини осідають на дно водойм, їх залишками харчуються мікроорганізми. Мікроорганізми швидко розмножуються, споживають все більше кисню, і в результаті інші форми життя вмирають.
Використання азотних добрив також підвищує кількість викидів оксиду азоту в атмосферу. У верхніх шарах стратосфери оксид азоту вступає в реакцію з озоном, який захищає живі організми від ультрафіолетового випромінювання, і нейтралізує його.
Ще до того, як Габер та Бош отримали Нобелівську премію, проти хімічних добрив висловився англійський ботанік Альберт Говард (1873-1947), засновник органічного землеробства. Альберт і його дружина, Габріель (фізіолог рослин) у 1943 році опублікували книгу «Сільськогосподарський заповіт».
Вчені вважали, що земля — це живий організм, а не ємкість для хімікатів. Фізична структура гумусу, мікроорганізми, що живуть у грунті, динамічна зв'язок між корінням і землею — все це було невідомо, коли Лібіх закладав основи агрохімії.
Говард вважав, що індустріалізація сільського господарства призводить до скорочення населення у сільських місцевостях і руйнування звичного укладу життя. Його зауваження були справедливі, хоча його опоненти не вважали це чимось поганим. Сьогодні очевидно, що побоювання пророків щодо згубного впливу агрохімії на грунт виявилися виправданими.
Здавалося б, примирити дві точки зору все ж було можливо. Чарівники могли б задуматися про використання органічних добрив, а пророки в свою чергу погодилися б використовувати хімікати в якості додаткового способу добрива. Однак цього не сталося: обмінюючись взаємними образами, вони все далі віддалялися один від одного.
Рубиско
Ніхто не знав, чому рослини так сильно залежали від азоту. Тільки після Другої світової війни вчені з'ясували, що рослинам азот потрібен в основному для вироблення білка рубиско.
Рубиско — фермент, що відіграє ключову роль в процесі фотосинтезу, а за біологічним мірками він справжній лежень. В середньому в секунду ферменти каталізують тисячі реакцій, а рубиско соблаговоляет каталізувати лише дві-три.
Але це ще не все: рубиско не справляється зі своєю функцією. У 40% випадків він замість того, щоб захоплювати молекулу вуглецю, помилково приєднує молекулу кисню, що перериває ланцюжок реакцій у фотосинтезі і даремно витрачає енергію і воду.
Процес доводиться починати з нуля. Щоб компенсувати всі недоліки рубиско, рослинам потрібно виробляти велику кількість цього білка, відповідно потрібно багато азоту.
Але еволюція знайшла обхідний шлях — C4-фотосинтез (С4 означає, що в процесі беруть участь молекули, що містять чотири атома вуглецю). У цьому випадку молекули вуглецю захоплює не рубиско, а інший фермент.
Вчені в усьому світі намагаються перетворити рис в рослину класу C4, яке буде рости швидше, споживати менше води та добрив та давати більше врожаю. Рис — найважливіший продукт харчування у світі, так як він входить в раціон більше ніж половини населення планети. Брак рису приведе до гуманітарної катастрофи, наслідки якої відчують у всіх куточках світу.
Проект дослідження рису класу C4 (The C4 Rice Consortium), що фінансується фондом Білла і Мелінди Гейтс — спроба запобігти глобальну катастрофу. Існує багато рослин, в яких фотосинтез протікає по С4-шляху. Вчені вважають, що С4-шлях — це продукт еволюції, а отже, у більшості рослин є попередники генів, які пізніше стали відповідати за C4-фотосинтез. Залишається сподіватися, що рис відноситься до цієї групи рослин, і дослідники зможуть визначити і розбудити сплячого ген.
Навіть якщо проект не принесе результатів, це не єдина інноваційна ідея біологів. Є ще самоудобряющаяся кукурудза, пшениця, яка може рости в солоній воді, покращена екосистема ґрунту — над усім цим вчені вже працюють. Ймовірність, що хоч який-небудь з цих проектів буде успішним, мала, однак так само мала ймовірність, що жоден з них не принесе результатів.
Інноваційна ідея пророків
Чарівники завжди стверджували, що тип сільського господарства, який пропагують пророки, не зможе прогодувати майбутнє населення Землі. Дані численних досліджень показали, що врожай з ферм, що працюють за принципами пророків, дає менше калорій з гектара, ніж ферми чарівників — іноді ця різниця несуттєва, а іноді величезна.
На думку пророків, безглуздо оцінювати ефективність ферм тільки за показниками кількості калорій з гектара. Ці показники не враховують наслідки спустошення сільських місцевостей, рівень забруднення навколишнього середовища, смак і поживність продуктів.
На це у чарівників є що відповісти: для рису класу C4 потрібно менше добрив і води, щоб дати більше результатів, а значить, для навколишнього середовища він краще, ніж звичайний рис. Для чарівників ідея, що сільське господарство повинно наслідувати природній екосистемі, абсурдна: тільки гиперинтенсивное индустриализированное сільське господарство, що використовує суперпродуктиві генетично модифіковане насіння, зможе прогодувати майбутнє населення планети.
Якщо у чарівників є рис класу C4, то й у пророків є своя інноваційна ідея.
Пшениця, рис, кукурудза, овес, ячмінь, жито і інші хлібні злаки — це однорічні рослини, які потрібно садити кожен рік. Дикорослі рослини, навпаки, є багаторічними: вони розквітають щоліта протягом цілого десятиліття. Багаторічні рослини мають більш розвинену кореневу систему і менш вимогливі.
Пирій середній (Thinopyrum intermedium) — багаторічний родич пшениці (Tr?ticum aest?vum). У західну півкулю його завезли з Азії в 1930-х роках в якості корму для худоби. Дослідники намагаються вивести з пирію новий сорт пшениці, якому вже дали ім'я — Kernza.
Kernza, як і рис класу C4, можливо, не принесе очікуваних результатів. Для того щоб рослина була придатна для сільського господарства, дослідникам потрібно збільшити розмір його зерен, змінити будову рослини і поліпшити якості, важливі для хлібопечення. Поки що робота йде повільно.
Вирощування багаторічних злаків — це складний шлях до підвищення врожайності, і у нього є альтернативи. Наприклад, вирощування маніока — коренеплідного тропічної рослини. Якщо виходити з показників кількості калорій з одного гектара, маніок в кілька разів перевершує пшеницю та інші злакові.
Це справедливо й у відношенні картоплі — північної альтернативи маніока. Хоча маніок незнайомий багатьом культурам, бути може, легше сприяти його поширенню, ніж займатися розведенням абсолютно нового сорту рослин.
У пророків є багато способів прогодувати майбутнє населення Землі. Це важко здійсненні способи, але розведення рису класу C4 — не менш складна задача. Однак найбільша проблема пророків — це робоча сила.
Правильний вибір
Після закінчення Другої світової війни уряди більшості країн стимулювали переселення людей з сільської місцевості в міста і прагнули механізувати сільське господарство для збільшення врожайності та скорочення витрат (особливо на робочу силу).
Очікувалося, що попит на фермерів почне падати, їм доведеться переїхати до міста, де на заводах їхня праця оплачувалася б краще. Не все пройшло гладко: у багатьох країнах, включаючи навіть найбільш розвинені, сільська місцевість була спустошена.
Для пророків сільське господарство в першу чергу має дбати про ґрунті. В умовах масового виробництва це складно зробити: потрібно повернути в сільські місцевості робочу силу, забезпечити людей гідними умовами праці та гарною заробітною платою, що спричинить за собою збільшення витрат. Більше того, потрібно повністю переписати правову систему. Здійснити подібні соціальні зміни нелегко.
В цьому і полягає джерело багаторічного спору між чарівниками й пророками. Для чарівників фермерство — корисна, але важка робота, яку потрібно спростити і скоротити настільки, наскільки це можливо, щоб збільшити особисту свободу.
Для пророків сільське господарство — це турбота про збереження екології і форм соціальної організації, які є основою життя з часів першої аграрної революції, що сталася більше десяти тисяч років тому. Землеробство може бути важкою роботою, але воно зміцнює зв'язок між людьми і Землею.
Обидва доводу подібні скрещивающимся прямим, знаходяться у різних площинах. У 2050 році нинішні двадцятирічні повинні будуть зробити вибір: або чарівники пророки? Вибирати вони будуть не виходячи з того, що можливо, а що, на їх думку, правильно.
