راه حلى ساده براى بحران آتى فسفر
متن سخنرانی :
ميخوام با پرسيدن اين سوال از شما شروع كنم: آيا كسى با مشكل جلبك آبى آشناست؟ بسيار خب، خيلى از شما آشناييد. بنظرم همگى ميتونيم موافق باشيم كه مورد جديه. هيچكس نميخواد آب آلوده به جلبك آبى را بنوشه، يا توى درياچه سرشار از جلبك آبى شنا كنه. اينطور نيست؟اميدوارم نااميد نشين، ما امروز،قصد ندارم راجع به جلبك آبى صحبت كنم. در عوض، در مورد علت اصلى كه ريشه در اين مساله داره، صحبت مى‌‌كنم، جيزى كه بهش بعنوان بحران فسفر اشاره مى‌‌كنم. چرا انتخاب كردم با شما امروز درباره بحران فسفر صحبت كنم؟ بهمين دلیل سادهكه هيچكس ديگه‌‌اى راجع بهش حرف نمى‌‌زنه. و در خاتمه صحبتماميدوارم كه مردم عادى بيشتر درباره اين بحران و اين مسالهآگاهى پيدا كنند.
حالا، مساله اين است كه اگر بپرسم، چرا ما خودمون را در موقعيتكنونى با جلبك آبى پيدا مىكنيم؟ پاسخ اون ناشى از نحوه كشاورزى كردنمان است. ما از كودها در كشاورزى‌مان استفاده مىكنيم،كودهاى شيميايى. چرا از كودها شيميايى در كشاورزى استفاده مىكنيم؟ اساساً، براى كمك به رشد گیاهان و توليد محصولى بهتر. مساله اين هست كه باعث بوجود آمدن مشكل محيط زيستى بی سابقه ای مى‌‌گردد.
قبل از اين كه جلوتر رويم، بگذاريد به شما درس فشرده‌‌اىدرباره زیست شناسی گیاهی بدهم. خب، گياه براى رشد كردن به چه نياز دارد؟ گياه، كاملاً ساده، به نور نياز دارد، به كربن دى‌‌اكسيد نياز دارد، اما مهم تر از همه،به مواد مغذى نياز دارد. كه از خاك جذب ميکند. برخى از اين مواد مغذىعناصر شيميايى اساسى هستند: فسفر، نيتروژن و كلسيم. بنابراين، ريشه‌‌هاى گياه اين منابع را استخراج مى‌‌كند.
امروز من روى مشكل عمده‌‌اى تمركز خواهم كرد كه به فسفر مربوط است. چرا مخصوصاً فسفر؟ به اين خاطر كهپرمساله ترین عنصر شیمیاییست. در خاتمه سخنرانيم، خواهيد ديد اين مشكلات چه هستند،و جاييكه ما امروز هستيم.
فسفر عنصر شيميايى است كه براى زندگى ضروريه. اين نكته خيلى مهمى است. ميخوام همه بفهمند كه مساله فسفردقيقاً چيه؟ فسفر جزء كليدى در مولكولهای مختلف است، در خيلى از مولكولهاى زیستی. كارشناسان در اين حوزه خواهند دانست كه ارتباطات سلولى بر مبناى فسفر است فسفرگیری، فسفرزدایی. غشاهاى سلولى مبناى فسفرى دارند:آنها فسفوليپد نام دارند. انرژى همه موجودات زنده،ATP، مبناى فسفرى دارد. و باز هم از همه مهم‌‌تر، فسفر جزء كليدى DNA است، چيزى كه همه با آن آشنايند، و در اين تصوير نشان داده ميشود. DNA ميراث ژنتيكى ماست. بينهايت مهم است، و يكبار ديگر، فسفر بازيگر كليدى است.
الان، ما اين فسفر را كجا پيدا مىكنيم؟ بعنوان انسان، ما آن را كجا پيدا مىكنيم؟ همانطور كه قبلاً توضيح دادم، گياهان فسفر را از خاك استخراج مى‌‌كنند، از طريق آب. بنابراين، ما انسانها آن را از جيزهايى كه مى‌خوريم مى‌‌گيريم. گياهان، سبزيجات، ميوه‌‌ها، و همچنين از تخم‌‌مرغ، گوشت و شير. واقعيت دارد كه برخى انسانهاتغذيه بهترى از بقيه دارند. بعضى‌‌ها خوشحال‌‌تر از ديگرانند. و الان، به اين تصوير نگاه كنيد،كه بحد كافى گوياست، ما كشاورزى نوين را مى‌‌بينيم، كه من همچنين از آن بعنوان كشاورزى فشرده یاد می کنم. كشاورزى فشرده بر مبناى استفادهاز كودهاى شيميايى است. بدون آنها، ما قادر به توليد كافى براى تغذيه جمعيت جهان نخواهيم بود. صحبت از انسانها شد، در حال حاضر٧ ميليارد نفر از ما روى زمين است. در كمتر از ٤٠ سال،٩ ميليارد نفر از ما خواهد بود. و پرسش ساده‌‌اى مطرح است:آيا فسفر كافى براى تغذيه نسل آينده‌‌مان وجود خواهد داشت؟
بنابراين، براى اينكه اين مسائل را بفهميم،كجا فسفر را پيدا مىكنيم؟ بگذارييد توضيح دهم. اما نخست، بياييد فقط فرض كنيم كه ما ١٠٠ درصددز معينى از فسفر را استفاده مىكنيم. تنها ١٥ درصد از اين ١٠٠ درصد وارد گیاه می شود.85 درصد هدر می رود. توى خاك مى‌‌رود،سفرش را در درياچه‌‌ها به اتمام مى‌‌رساند، باعث درياچه‌‌هايى با فسفر مازاد رمى‌‌شود،كه به مشكل جلبك آبى منتهى مى‌‌گردد. پس، خواهيد ديد كه در اينجا مشكلى وجود دارد، چيزى كه غيرمنطقى است. صد درصد فسفر استفاده مى‌‌شود، اما تنها ١٥ درصد آن به گياه مى‌‌رود. شما به من مى‌‌گوييد كه بيفايده است. بله، همينطوره. بدتر از همه اين كهخيلى گرون هست. هيچكس نمى‌‌‌‌خواد پولش را دور بريزه. اما بدبختانهاين اتفاقى كه در اينجا رخ ميده. هشتاد در صد از هر مقدار فسفر از بين مى‌‌ره. كشاورزى مدرنمتكى به فسفره. و براى اينكه ١٥ درصد از اون به گياه برسه، باقیمانده اون هدر مى‌‌ره. بايد بيشتر و بيشتر اضافه كنيم.
الان، اين فسفر رو از كجا بدست خواهيم آورد؟ اساساً، اون را معدن‌‌ها را بدست مياريم. اين جلد مقاله فوق‌‌العاده‌اى كه در ٢٠٠٩ در مجله طبيعت منتشر شد و واقعاً بحثى را درباره بحران فسفر به راه انداخت. فسفر، ماده مغذى لازم براى حيات،كه بطور فزاينده‌‌اى رو به كمياب شدن گذاشته، اما هنوز كسى درباره‌‌ش صحبت نمى‌‌كنه. و همه موافقند:سياستمدارها و دانشمندان متفق‌‌القول هستند كه ما بحران فسفر را در پيش رو داريم.
چيزى كه در اينجا مى‌‌بينيدیک معدن روباز در ايالات متحده است، و به شما تصوری درباره ابعاد اين معدن مى‌‌دهد، اگر نگاهى به گوشه سمت راست در بالا بياندازييد،جرثقيل كوچيكى را مى‌‌توانيد ببينيد، كه جرثقيل بزرگيه. خب اينطورى واقعاً چشم اندازى از اون را مى‌‌ده. خب، ما فسفر را از معادن بدست مياريم. و اگر با نفت مقايسه كنيم، بحران نفتى وجود داره، راجع بهش حرف مى‌‌زنيم،درباره گرم شدن جهان حرف مى‌‌زنيم، با اينحال هرگز از بحران فسفر حرفى زده نميشه. برگرديم به بحران نفت،نفت چيزيه كه ميتوانيم جايگزين كنيم. ميتوانيم از سوختهاى بيو، يا نيروى خورشيدى، يا انرژى آبى استفاده كنيم،اما فسفر عنصرى لازم است، لاينفك براى زندگى،و نمى‌توانيم آن را جايگزين كنيم.
موقعيت كنونى ذخائرفسفر جهان چيست؟ اين نمودار ايده نسبى را دربارهجاييكه امروزه قرار داريم، مى‌‌ده. خط سياه نمايانگر پيش‌‌بينی هاى مربرط به ذخائر فسفر است. در ٢٠٣٠، به اوج مى‌‌رسيم. در پايان اين قرن،تمام خواهد شد. خط نقطه چين نشان مى‌‌ده امروز كجا هستيم. همانطور كه مشاهده مى‌‌كنيد، اونها در ٢٠٣٠ تلاقى مى‌‌كنند،تا اون وقت بازنشسته مى‌‌شم. اما مادر واقع پيش بسوى بحرانى عمده مى‌‌رويم، و من مى‌‌خوام مردم از اين مشكل آگاه شوند.
آيا راه‌‌حلى داريم؟ چكار بايد كنيم؟با يك پارادوكس مواجهيم. فسفر كمتر و كمترى موجود خواهد بود. تا ٢٠٥٠، جمعيت ما به ٩ ميليارد مى‌‌رسه، و طبق سازمان كشاورزى و خوراك سازمان ملل، در سال ٢٠٥٠ به توليد خوراكى دو برابر آنچه توليد مى كنيمنياز خواهيم داشت. بنابراين، فسفر كمترى خواهيم داشت،اما خوراك بيشترى لازم كه توليد كنيم. چكار بايد كنيم؟ حقيقتاً موقعيت دوگانه‌‌اى هستش. آيا راه چاره يا جايگزينىداريم كه ما را قادر به استفاده بهينه از فسفر كنه؟
خاطرتون باشه كه ٨٠ درصد اون محكوم به فناست. راه‌‌چاره‌‌اى كه امروز پيشنهاد مى‌‌كنم براى مدت خيلى طولانى وجود داشته، حتى پيش از بودن گياهان روى زمين، و اون قارچى ميكروسكوپى هست كهخيلى اسرارآميزه، خيلى ساده،و همچنين هنوز خيلى پيچيده است. بيشتر از ١٦ سال كه من شيفته اين قارچ كوچولو شده‌‌ام. من را به تحقيقات بيشترى سوق داده و از اون بعنوان مدل تحقيقآزمايشگاهيم استفاده كردم.
اين قارچ در همزيستى با ريشه‌‌ها وجود داره. منظور از همزيستى، رابطه دو طرفه سودرسان و دو سويه است كه مايكوريزا خوانده ميشود. اين اسلايد عناصر يك مايكوريزارا شرح مى‌‌دهد. به ريشه گندم نگاه مى‌‌كنيد، يكى از مهمترين گياهان دنيا. بطور عادى، يك ريشه فسفر را تماماً به تنهایی پيدا مى‌‌كنه. دنبال فسفر مى‌‌گرده، اما تنها در فاصله يك ميليمترى كه احاطه‌‌ش كرده. وراى يك ميليمتر ،ريشه ناكارآمد است. در جستجوى فسفرفراتر نميتونه بره. حال، اين قارچكوچك ميكروسكوپى را تصور كنيد. خيلى سريعتر رشد مى‌‌كنه، و براى جستجو كردن فسفرخيلى بهتر طراحى شده. ميتونه وراى حوزه يك ميليمترى ريشه بره تا فسفر را جستجو كنه.
من بهيچوجه چيزى را اختراع نكرده‌‌ام، بيوتكنولوژى هست كه بمدت ٤٥٠ سال وجود داشته. و در طى زمان، اين قارچطورى تكامل و سازگارى يافته است كه حتى كوچكترين رد فسفر را يافته، ومورد استفاده قرارش بده، و اون را براى گياه فراهم كنه. چيزى كه اينجا مشاهده مى‌‌كنيد،در دنياى واقعى، ريشه هويج است، و قارچبا تارهاى خيلى ريزش. از نزديكتر كه نگاه كنيد، ميتونيد ببينيد كه اين قارچ در نفوذ كردن بسيار نرم است. بين سلولهاى ريشه تكثير خواهد شد، عاقبت درون يك سلول نفوذ كرده و شروع به تشكيل يك ساختار آربسكولار معمول مى‌‌كنه كه بطور قابل توجهى برهمكنشى معاوضه‌‌اى بين گياه و قارچ افزايش ميابد. و اون از طريق اين ساختاريى است كه معاوضه دوجانبه اتفاق مى‌‌افته. معامله‌‌ى برد- برد: من بهت فسفر ميدم، و تو به من غذا. همزيستى حقيقى.
حال بگذارييد گياه مايكوريزا را به نمودارى كه قبلاً استفاده مى‌‌كردم بيافزايم. و در عوض استفاده كردن از ١٠٠ درصد دز،ميخوام اون را ٢٥ درصد كاهش بدم و مى‌‌بينيده از اين ٢٥ درصد، بيشتر به گياه منفعت مى‌‌رسد تا اون ٩٠ درصد. يك مقدار خيلى اندكى از فسفردر خاك باقى خواهد ماند. كاملاً طبيعى است. نكته ديگرى كه هست در مواردى خاص، ما حتى نياز به افزودن فسفر نداريم.
اگر نمودارها را بخاطر بياريد،اونها كه قبل تر نشون دادم، ٨٥ درصد فسفر در خاك گم ميشه، و گياهان قادر به دستيابى به اون نيستند. حتى با وجودى كه در خاك حاضر است، از نوع غيرقابل‌‌حل است. اين گياه تنها قادره انواع قابل‌‌حل را جستجو كنه. قارچ قادر به حل كردن اين نوع حل شدنى و فراهم كردن امكان استفاده اون براى گياه است. براى پشتيبانى بيشتر از بحثم، اينجا تصويرى هست كه خود گوياست. اينها نمونه‌‌هاى آزمايشى در مزرعه ذرت خوشه اى است. در سمت چپ، محصولى را مشاهده مى‌‌كنيدكه با استفاده از كشاورزی ىسنتی توليد شده، با ١٠٠ درصد دز فسفر. در سوى ديگر، دز تا ٥٠ درصد كاهش داشته، و فقط يك نگاهى به محصول بندازيد. تنها به نصف دز،به محصول بهترى دست يافتيم.
اين براى نشون دادن به شماستكه چطور اين روش جواب ميده. و در برخى موارد، در كوبا، مكزيك و هند، دز ميتونه تا ٢٥ درصد كاهش داده شه،و در چندين مورد ديگر، اصلاً نيازى به افزودن فسفر نيست، چون قارچها بحد كافى براى يافتن فسفر و جذب اون از خاك، سازگاری پيدا كردندو اين نمونه‌‌اى از توليد سويا در كاناداست. مايكوريزا در مزرعه‌‌اى استفاده شدهاما در مزرعه ديگر نه. و اينجا، آبى نشانگر محصول بهترى است، زرد حاكى از محصول ضعيف‌‌تره. مستطيل سياه موقعيتى است كه از اون مايكريزا افزوده شده است. بعبارت ديگر، همانطور كه گفتم، من چيزى اختراع نكرده‌‌ام. مايكوريزا ٤٥٠ ميليون سال استكه وجود داره. و حتى به گونه‌‌هاى از گياهان مدرن امروزى براى متنوع سازى كمك كرده است.
پس، اين چيزى نيست كهیاز هم مورد تستهاى آزمايشگاهى قرار بگيره. مايكوريزا وجود داره، جواب داده، در مقياس صنعتى توليد شدهو در سراسر جهان بصورت تجارى درآورده شده است. مشكل اين هست كه مردم از اون آگاه نيستند. مردم محصولات خوراكى رو دوست دارندو كشاورزها هنوز از اين مشكل آگاهى ندارند. فناورى داريم كه كار مى‌‌كنه، و چيزى كه، اگه درست استفاده شه، كمى از فشاری كه به منابع فسفرى دنيا وارد مىكنيم، كم مى‌‌كنه.
در پايان،من يك دانشمند و يك روياپرداز هستم، من درباره اين موضوع هيجان دارم. خب اگه از من قرار بود بپرسيد روياى بازنشستگى من چيست، اون لحظه‌‌اى خواهد بود كه به حداكثر فسفر برسيم، اينطور باشه كه ما از برچسبى با اين مضمون استفاده كنيم،"ساخته شده با مايكوريزا" ، و اينكه بچه‌‌ها و نوه‌‌هام نیز محصولاتى رو بخرند كه دارى آن برچسب هست.
متشكرم براى توجهتون.
(تشويق)
