Klimaatverandering zorgt ervoor dat planten minder voedzaam zijn

Ruim een ​​derde van alle dieren op aarde, van kevers tot koeien en olifanten, afhankelijk zijn van plantaardige diëten. Planten zijn een caloriearme voedselbron, dus het kan voor dieren een uitdaging zijn om voldoende energie te verbruiken om in hun behoeften te voorzien. Nu vermindert de klimaatverandering de voedingswaarde van sommige voedingsmiddelen waarvan planteneters afhankelijk zijn.

Menselijke activiteiten verhogen het kooldioxidegehalte in de atmosfeer en verhogen de temperatuur op aarde. Als gevolg daarvan velen planten groeien sneller in ecosystemen over de hele wereld.

Sommige studies suggereren dat deze “vergroening van de aarde” de stijgende uitstoot van broeikasgassen gedeeltelijk zou kunnen compenseren meer koolstof opslaan in planten. Er is echter een wisselwerking: deze snelle planten kunnen per hap minder voedingsstoffen bevatten.

Ik ben een ecoloog en werk samen met collega’s om te onderzoeken hoe de verdunning van voedingsstoffen soorten in het hele voedselweb kan beïnvloeden. Onze focus ligt op reacties in plantenvoedende populatiesvan kleine sprinkhanen naar gigantische panda’s.

Wij geloven dat er op de lange termijn veranderingen in de voedingswaarde van planten kunnen optreden een ondergewaardeerde oorzaak van de krimpende dierpopulaties. Deze veranderingen in planten zijn niet visueel duidelijk, zoals de stijgende zeeën. Ze zijn ook niet plotseling en dreigend, zoals orkanen of hittegolven. Maar ze kunnen in de loop van de tijd belangrijke gevolgen hebben.

Plantenetende dieren hebben mogelijk meer tijd nodig om voedsel te vinden en te consumeren als hun gebruikelijke maaltijd minder voedzaam wordt, waardoor ze zichzelf blootstellen aan grotere risico’s van roofdieren en andere stressfactoren. Verminderde voedingswaarden kunnen dieren ook minder fit maken, waardoor hun vermogen om te groeien, zich voort te planten en te overleven afneemt.

Stijgende koolstof, dalende voedingsstoffen

Uit onderzoek is al gebleken dat er sprake is van klimaatverandering waardoor nutriëntenverdunning in menselijke voedselgewassen ontstaat. Dalingen in micronutriëntendie spelen belangrijke rol in groei en gezondheidzijn een bijzondere zorg: langetermijnregistraties van de voedingswaarden van gewassen hebben dalingen in koper, magnesium, ijzer en zink aan het licht gebracht.

In het bijzonder zijn er menselijke tekorten aan ijzer, zink en eiwitten zal naar verwachting de komende decennia toenemen vanwege het stijgende kooldioxidegehalte. Deze dalingen zullen naar verwachting grote gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid en zelfs voor de overleving, met de sterkste gevolgen onder bevolkingsgroepen die sterk afhankelijk zijn van rijst en tarwe, zoals in Oost- en Centraal-Azië.

Grasweefsel van een tallgrass-prairie in Kansas laat zien dat de voedingsniveaus in de plant dalen naarmate de plant groeit van mei tot september. Kaspari en Welti, 2024, CC BY-ND

Ook de voedingswaarde van veevoer neemt af. Runderen besteden veel tijd aan eten en hebben het vaak moeilijk het vinden van voldoende eiwitten om aan hun behoeften te voldoen. De eiwitconcentraties dalen in grassen in weilanden over de hele wereld. Deze tendens bedreigt zowel het vee als de boerenwaardoor de gewichtstoename van dieren wordt verminderd en de producenten geld kosten.

Verdunning van voedingsstoffen heeft ook gevolgen voor wilde soorten. Hier zijn enkele voorbeelden.

Afhankelijk van bamboe

Reuzenpanda’s zijn een bedreigde diersoort met grote culturele waarde. Omdat ze zich in een laag tempo voortplanten en grote, aaneengesloten stukken bamboe als leefgebied nodig hebben, zijn ze dat ook geclassificeerd als een kwetsbare soort wier voortbestaan ​​wordt bedreigd door landconversie voor landbouw en ontwikkeling. Panda’s kunnen ook een voorbeeld worden van de dreiging van verdunning van voedingsstoffen.

De reuzenpanda wordt beschouwd als een “paraplu soorten”, wat betekent dat het behoud van de habitat van de panda ten goede komt aan veel andere dieren en planten die ook in bamboebossen leven. Het is bekend dat reuzenpanda’s volledig afhankelijk zijn van bamboe en een groot deel van hun dag doorbrengen met het eten ervan. Nu zijn er stijgende temperaturen het verminderen van de voedingswaarde van bamboe en het moeilijker maken voor de plant om te overleven.

Reuzenpanda’s besteden 10 tot 14 uur per dag of meer aan het eten van bamboe, een gigantische grassoort.

Gemengde vooruitzichten voor insecten

Insecten zijn essentiële leden van het levensweb die veel bloeiende planten bestuiven, dienen als voedselbron voor vogels en dieren en andere belangrijke ecologische diensten verrichten. Over de hele wereld gaan veel insectensoorten achteruit ontwikkelde gebiedenwaar hun leefgebied is omgebouwd tot boerderijen of steden, maar ook in natuurgebieden.

In zones die minder door menselijke activiteit worden beïnvloed, zijn er aanwijzingen dat er veranderingen optreden in de chemie van planten kan een rol spelen bij het terugdringen van het aantal insecten.

Veel insecten voeden zich met planten en zullen waarschijnlijk last hebben van een verminderde voedingswaarde van planten. Uit experimenten is gebleken dat wanneer het kooldioxidegehalte stijgt, insectenpopulaties nemen afalthans gedeeltelijk als gevolg van de voedselvoorziening van lagere kwaliteit.

Niet alle insectensoorten gaan echter achteruit, en niet alle plantenvoedende insecten reageren op dezelfde manier op verdunning van voedingsstoffen. Insecten die bladeren kauwen, zoals sprinkhanen en rupsen, de meest negatieve gevolgen ondervindeninclusief verminderde voortplanting en kleinere lichaamsgroottes.

Sprinkhanen geven daarentegen de voorkeur aan koolstofrijke planten, dus een stijgend kooldioxidegehalte zou dat kunnen doen leiden tot een toename van het aantal sprinkhanenuitbraken. Sommige insecten, waaronder bladluizen en krekels, voeden zich met floëem – het levende weefsel in planten dat voedsel uit de bladeren naar andere delen van de plant transporteert – en kunnen ook profiteren van koolstofrijke planten.

Ongelijke gevolgen

Dalingen in de kwaliteit van plantaardig voedsel zullen hoogstwaarschijnlijk gevolgen hebben voor plaatsen waar voedingsstoffen al schaars zijn en dieren nu moeite hebben om in hun voedingsbehoeften te voorzien. Deze zones omvatten de oude bodems van Australië, samen met tropische gebieden zoals de Amazone- en Congobekkens. Verdunning van voedingsstoffen is ook een probleem in de open oceaan, waar het water snel opwarmt het verminderen van de voedingswaarde van gigantische zeekelp.

Bepaalde soorten plantenvoedende dieren zullen waarschijnlijk met een grotere achteruitgang te maken krijgen, omdat ze voedsel van hogere kwaliteit nodig hebben. Knaagdieren, konijnen, koala’s, paarden, neushoorns en olifanten zijn het allemaal fermentoren in de achterste darm – dieren die een eenvoudige magen met één kamer hebben en afhankelijk zijn van microben in hun darmen om voedingsstoffen uit vezelrijk voedsel te halen.

Deze soorten hebben meer voedingsstoffen nodig dan herkauwers – grazers zoals runderen, schapen, geiten en bizons, met magen met vier kamers die hun voedsel in fasen verteren. Kleinere dieren zijn ook typisch voedsel met meer voedingsstoffen nodig dan grotere, omdat ze een snellere stofwisseling hebben en meer energie per eenheid lichaamsgewicht verbruiken. Kleinere dieren hebben ook kortere ingewanden, waardoor ze niet zo gemakkelijk alle voedingsstoffen uit het voedsel kunnen halen.

Er is meer onderzoek nodig om te begrijpen welke rol de verdunning van voedingsstoffen kan spelen bij de achteruitgang van individuele soorten, inclusief experimenten die het kooldioxidegehalte kunstmatig verhogen en studies die langetermijnveranderingen in de plantenchemie monitoren naast dieren in het veld.

Op de langere termijn zal het belangrijk zijn om te begrijpen hoe de verdunning van nutriënten hele voedselketens verandert, inclusief verschuivingen in plantensoorten en eigenschappen, effecten op andere diergroepen zoals roofdieren, en veranderingen in de voedselketen. soort interacties. Veranderingen in de voedingswaarde van planten als gevolg van het stijgende kooldioxidegehalte kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor ecosystemen over de hele wereld.

Ellen WeltiOnderzoeksecoloog, Great Plains Science Program, Smithsoniaanse instelling

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Lees de origineel artikel.