Οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο καταναλώνουν ρύζι στην καθημερινή τους διατροφή. Αλλά εκτός από τη θρεπτική και θερμιδική του περιεκτικότητα, το ρύζι μπορεί να περιέχει μικρές ποσότητες αρσενικού, το οποίο σε μεγάλες δόσεις είναι μια τοξίνη που συνδέεται με πολλαπλές καταστάσεις υγείας, και καρκίνους που σχετίζονται με τη διατροφή.
Τώρα ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον διαπίστωσαν ότι οι θερμότερες θερμοκρασίες, σε επίπεδα που αναμένονται από τις περισσότερες προβλέψεις για την αλλαγή του κλίματος, μπορούν να οδηγήσουν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις αρσενικού στο ρύζι.
Γνωρίζουμε ότι περισσότερο αρσενικό απελευθερώνεται από το έδαφος σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Οι ερευνητές είδαν ότι αυτή η απόκριση στη θερμοκρασία στο έδαφος, επηρεάζει την περιεκτικότητα σε αρσενικό των κόκκων ρυζιού. Η ομάδα εργαζόταν με έδαφος που είχε σχετικά χαμηλά επίπεδα αρσενικού, αλλά οι θερμότερες θερμοκρασίες οδήγησαν σε αυξημένες συγκεντρώσεις αρσενικού στους κόκκους σε κάποιες περιοχές, σε ανησυχητικά επίπεδα για την υγεία. Εάν αυτά τα αποτελέσματα είναι αντιπροσωπευτικά των προσδοκιών για τους καλλιεργημένους αγρούς με ρύζι, τότε η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε να επιδεινώσει το πρόβλημα του ρυζιού που έχει μολυνθεί με αρσενικό.
Το αρσενικό εμφανίζεται φυσικά στο έδαφος, αν και η συγκέντρωσή του είναι υψηλότερη σε περιοχές που έχουν χρησιμοποιηθεί ζιζανιοκτόνα στο παρελθόν με βάση το αρσενικό ή όπου το νερό άρδευσης περιέχει αρσενικό. Όταν οι αγρότες καλλιεργούν καλλιέργειες όπως το ρύζι υπό συνθήκες πλημμύρας, το αρσενικό απομακρύνεται από το έδαφος και μέσα στο νερό.
“Σε γενικές γραμμές, το φυτό είναι σαν ένας μεγάλος σωλήνας ή ένα καλαμάκι καθώς αντλεί νερό από τις ρίζες του στα φύλλα του. Και το ρύζι παίρνει φυσικά αρσενικό επειδή το αρσενικό μιμείται άλλα μόρια που αυτά τα φυτά αντλούν κατά προτίμηση από το έδαφος”, δήλωσε ένα μέλος της ομάδας, φοιτητής διδακτορικού στην πολιτική και περιβαλλοντική μηχανική. “Είναι μια τέλεια καταιγίδα για συγκέντρωση αρσενικού.”
Για να προσδιοριστεί εάν το ρύζι θα αντλούσε περισσότερο αρσενικό υπό θερμότερες συνθήκες, η ομάδα συνέλεξε έδαφος από έναν ορυζώνα στο Ντέιβις της Καλιφόρνια. Σε εργαστήριο στο Σιάτλ, οι ερευνητές καλλιέργησαν ρύζι από αυτό το έδαφος σε θαλάμους ανάπτυξης ελεγχόμενης θερμοκρασίας.
Σύγκριναν την πρόσληψη αρσενικού σε τέσσερις διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας. Ορισμένα φυτά αναπτύχθηκαν υπό κανονικές συνθήκες για αυτό το τμήμα της Καλιφόρνιας: 77 βαθμοί Φαρενάιτ (25 C) κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Άλλα αναπτύχθηκαν σε αυξανόμενα θερμότερες θερμοκρασίες που αντανακλούν διαφορετικά πιθανά επίπεδα θέρμανσης για αυτήν την περιοχή μέχρι το τέλος αυτού του αιώνα: 82 F (28 C), 87 F (30,5 C) και 91 F (33 C). Οι θερμοκρασίες τη νύχτα ήταν 3,6 F (2 C) πιο κρύες από την ημέρα για όλα τα φυτά.
Καθώς η θερμοκρασία αυξήθηκε, η ομάδα είδε αυξημένη πρόσληψη αρσενικού σε κάθε μέρος του φυτού που εξέτασαν οι ερευνητές – συμπεριλαμβανομένων των κόκκων ρυζιού.
“Για το στέλεχος και τα φύλλα, είναι ένα σαφές βήμα στη συγκέντρωση αρσενικού καθώς αυξάνουμε τη θερμοκρασία”, δήλωσε ο φοιτητής-ερευνητής. “Η υψηλότερη θερμοκρασία στρέσαρε τόσο τα φυτά που δεν παρήγαγαν κόκκους. Αλλά οι άλλες δύο προβλέψεις αύξησης της θερμοκρασίας δείχνουν παρόμοια αύξηση αρσενικού στους κόκκους ρυζιού. Οι συγκεντρώσεις αρσενικού στους κόκκους υπερδιπλασιάστηκαν μεταξύ των χαμηλότερων και υψηλότερων θερμοκρασίας. ”
Το αρσενικό είναι μια τοξίνη και για τα ίδια τα φυτά, τα οποία έχουν μηχανισμούς για να προστατευθούν από υψηλότερα επίπεδα αυτής. Ένας μηχανισμός περιλαμβάνει την ενεργοποίηση μιας πρωτεΐνης που δεσμεύει το αρσενικό σε συγκεκριμένα κύτταρα και ιστούς του φυτού. Αλλά όταν οι ερευνητές μέτρησαν τα επίπεδα έκφρασης αυτής της πρωτεΐνης στα φυτά τους σε υψηλότερες θερμοκρασίες, δεν είδαν καμία διαφορά σε σύγκριση με τα φυτά που αναπτύχθηκαν στις σημερινές σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
“Ίσως η συγκέντρωση του αρσενικού στο έδαφος μας ήταν τόσο χαμηλή που το φυτό δεν ’κατάλαβε’ ότι έπρεπε να ενεργοποιήσει τον αμυντικό του μηχανισμό”, δήλωσε ο φοιτητής-ερευνητής. “Δεν ανησυχούσαμε τόσο πολύ για αυτά τα συστήματα χαμηλού αρσενικού, αλλά τα δεδομένα μας δείχνουν ότι καθώς οι θερμοκρασίες αρχίζουν να ανεβαίνουν, ακόμη και το ρύζι που καλλιεργείται σε έδαφος με χαμηλά επίπεδα αρσενικού μπορεί να κινδυνεύει να έχει υψηλότερα επίπεδα αρσενικού στους κόκκους.”
Ορισμένες μορφές αρσενικού είναι πιο τοξικές από άλλες. Η ομάδα συνεργάζεται τώρα με ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον για να αναπτύξει μια μέθοδο που θα τους επιτρέψει να δουν ποιες μορφές αρσενικού βρίσκονται στα διάφορα μέρη του φυτού. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να πάρουν μια καλύτερη εικόνα για τυχόν πιθανούς κινδύνους για την υγεία των ανθρώπων.
“Το αρσενικό σε όλες τις μορφές είναι κακό για εμάς και είναι κακό και για τα φυτά”, δήλωσε ο φοιτητής-ερευνητής. «Η αύξηση του αρσενικού μπορεί να μειώσει την απόδοση των καλλιεργειών. Αυτό μπορεί να επιφέρει οικονομικά προβλήματα στους αγρότες ρυζιού. Οι άνθρωποι πρέπει να θυμούνται ότι ακόμη και αν δεν τρώνε πολύ ρύζι, πολλοί άνθρωποι βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε αυτήν την καλλιέργεια. Όταν σκεφτόμαστε και προγραμματίζουμε για το μέλλον, πρέπει να θυμόμαστε ότι το ρύζι αγγίζει πολλούς ανθρώπους και πρέπει να εργαστούμε από κοινού για αυτό. “