Вищий вміст вуглекислого газу зменшує склад мікроелементів в травах, деревах і водоростях, як наслідок – тварини не отримують необхідного рівня поживних речовин. І як виявилось, найбільше від цього постраждали звичайні коники – згідно з дослідженням 2020 року, їхня чисельність за останні два десятиліття скоротилась майже на третину (частково через дефіцит у їжі необхідних мінералів).
Рівень вуглекислого газу в атмосфері нині найвищий за всю історію людства. Колись біологи вважали, що це сприятиме кращим врожаям. Але після низки експериментів виявилось, що рослини, які піддавалися більшому впливу вуглекислого газу, хоча й ростуть більше, але мають менше поживних речовин – рослинного білка, фосфору та інших мікроелементів. Один аналіз показав, що збільшення вуглекислого газу приблизно на 200 ppm (часток на мільйон) збільшило масу рослин приблизно на 18%, але знизило рівень азоту, білка, цинку та заліза.
Інше дослідження вказує на те, що салат і помідори, можуть бути солодшими та смачнішими завдяки додаванню багатих вуглецем цукрів – але втрачають приблизно 10-20% білка, нітратів, магнію, заліза та цинку, які вони містять в умовах з низьким вмістом вуглецю. В середньому рослини можуть втратити близько 8% свого мінерального вмісту в умовах підвищеного вмісту вуглекислого газу.
Вчені ще точно не знають, як саме додатковий вуглекислий газ призводить до змін у всіх цих поживних речовинах. Майкл Каспарі, еколог з Університету Оклахоми в Нормані, який вивчав вплив дефіциту речовин в рослинах на комах, припускає, що це проста проблема співвідношення: CO2 зростає, але все інше залишається незмінним.
Можливо, цьому сприяють зміни в роботі продихів – мікроскопічних отворів в епідермісі рослин, через які вони поглинають вуглекислий газ для подальшого виробництва цукру та інших речовин. Якщо в довкіллі забагато вуглекислого газу, рослинам не потрібно відкривати продихи зі звичайною частотою та тривалістю – тобто знижується рівень випаровування. Менша кількість рідини рухається вгору від коренів і відповідно менша кількість елементів (такі, як метали з ґрунту) досягає листя та стебла.
Вчені також стверджують, що коли CO2 забагато, рослини менш ефективно поглинають мінерали та інші елементи, оскільки корінь, який зазвичай втягує ці елементи, діє із меншою потужністю.
Льюїс Зіска зі Школи громадської охорони здоров’я Мейлмана Колумбійського університету проаналізував листя золототисячника – основного джерела їжі для бджіл, використовуючи зразки з музею природознавства Смітсонівського інституту у Вашингтоні з 1842 року (до початку промислової революції – тоді, коли рівень вуглекислого газу становив 280 ppm, порівняно з трохи більше ніж 420 ppm сьогодні). Виявилось, що вміст білка в пилку, а отже, і рівень поживності, з часом зменшився приблизно на третину.
Бджоли, до прикладу, потребують не лише білка з раціону; їм також потрібні мікроелементи. Деякі мінерали, наприклад натрій, важливіші для тварин (для нормальної роботи мозку та м’язів), ніж для рослин, зазначає Каспарі. Багато рослин виживуть без йоду, однак щитоподібній залозі тварин ніяк без нього.
Таким чином, зниження кількості поживних речовин може вплинути на травоїдних тварин різними способами та може сприяти падінню чисельності комах, яке іноді називають «апокаліпсисом для комах», каже Ендрю Елмор, еколог з Університету Меріленда:
«Коли комахи зазнають харчового стресу, вони ростуть не так швидко, а отже, не так швидко досягають зрілості, не так швидко розмножуються, і тому розмір популяції може зменшуватися».
У 2020 році Каспарі першим поєднав проблему зниження рівня поживних речовин в рослинах із помітним зниженням популяції комах. Він зосередився на дослідженні екосистеми високотрав’яних прерій на північному сході Канзасу та отримав доступ до даних про популяцію місцевих коників протягом трьох десятиліть. З середини 1980-х до 2016 року біомаса рослин значно зростала, однак популяція коників знижувалась більш ніж на 2% щороку. І проблема «ховалась» у траві — вміст декількох елементів в ній (азот, фосфор, калій і натрій) — зменшився за той самий період часу.
Звісно, є загроза і для істот, які знаходяться вище в харчовому ланцюгу. Еліс Бойл, еколог з Університету штату Канзас на Манхеттені, каже, що її ще не опубліковані дані з тих же прерій вказують на те, що популяція птахів теж впала — з 65 видів у 1980 році до менше ніж 20 у 2021-му. Види можуть взагалі зникнути з прерії протягом наступних 100 років, каже вона.
Джерело: Arstechnica