Cum ciupercile subterane ar putea face grâul mai nutritiv (și ar putea rezolva o criză globală)

Secretul combaterii malnutriției globale ar putea fi ascuns în solul de sub câmpurile de grâu. Oamenii de știință australieni au descoperit că, atunci când fermierii adaugă anumite ciuperci la culturile de grâu, boabele absorb o cantitate semnificativ mai mare de zinc și îl furnizează într-o formă mai ușor de utilizat de către organismul uman. Absorbția fierului s-a îmbunătățit, de asemenea, chiar dacă nivelul de fier din boabe nu a crescut în ansamblu.

În întreaga lume, 2 miliarde de oameni nu consumă suficient zinc, în timp ce 4,5 miliarde nu consumă suficient fier în dieta lor. Ambele deficiențe cauzează probleme grave de sănătate: creștere întârziată la copii, slăbirea sistemului imunitar și complicații periculoase în timpul nașterii. Deoarece grâul furnizează aproximativ o șesime din aceste substanțe nutritive pentru multe persoane la nivel global, orice îmbunătățire ar putea salva vieți.

Descoperirea, publicată în revista Plants, People, Planet, se concentrează pe ciupercile micoriziene arbusculare, care sunt organisme microscopice care se asociază în mod natural cu rădăcinile plantelor. Când cercetătorii au adăugat aceste ciuperci la opt soiuri diferite de grâu, nivelurile de zinc au crescut semnificativ, în timp ce un compus care blochează nutrienții, numit fitat, a rămas la fel sau chiar a scăzut.

Ce sunt ciupercile micoriziene și cum ajută plantele?

Aceste ciuperci din sol funcționează ca o rețea comercială subterană. Ele se agață de rădăcinile grâului și răspândesc fire subțiri în sol, adunând nutrienți pe care plantele nu îi pot atinge singure. În schimb, grâul hrănește ciupercile cu zaharuri. Peste 80% din plantele de pe Pământ formează aceste parteneriate, inclusiv practic toate culturile alimentare importante.

Când nutrienții din sol sunt puțini, această relație devine deosebit de valoroasă. Fitatul acționează ca un hoț de nutrienți în sistemul digestiv uman: se leagă de zinc și fier, împiedicând organismul să le absoarbă. Fermierii se confruntă cu o problemă frustrantă: îngrășămintele cu fosfor sporesc randamentul culturilor, dar cresc și nivelul de fitat, făcând cerealele mai puțin nutritive, chiar dacă devin mai abundente.

Cum au testat oamenii de știință ciupercile pe opt soiuri de grâu

Oamenii de știință au cultivat opt soiuri populare de grâu australian în condiții controlate de seră, comparând plantele tratate cu ciuperca Rhizophagus irregularis cu cele netratate. Au testat fiecare soi în condiții de fertilizare cu conținut scăzut și ridicat de fosfor în 192 ghivece individuale.

După trei luni de creștere, cercetătorii au recoltat boabele mature și le-au analizat folosind tehnici avansate. Au măsurat conținutul de minerale cu ajutorul unei analize chimice specializate și au creat hărți detaliate care arată exact unde s-a acumulat zincul în fiecare boabă, folosind tehnologia cu raze X.

Examinările rădăcinilor au revelat că ciupercile au colonizat cu succes până la 70% din lungimea rădăcinii atunci când fosforul din sol era scăzut, scăzând la aproximativ 40% când fosforul era abundent. Ciupercile își reduc în mod natural eforturile atunci când nutrienții devin ușor disponibili.

Tratamentul cu ciuperci crește nivelurile de zinc și randamentul culturilor

Cinci soiuri de grâu (Calibre, Mace, Rockstar, Scepter și Trojan) au prezentat niveluri crescute de zinc, indiferent de condițiile solului, atunci când au fost asociate cu ciuperci. Celelalte soiuri au răspuns pozitiv în condiții specifice de fertilizare. Un soi, Gladius, a atins concentrații de zinc deosebit de impresionante, de 19,26 miligrame pe kilogram.

Dincolo de nutriție, ciupercile au stimulat și productivitatea. Greutatea boabelor a crescut cu 7-10% la unele soiuri, în special în condiții de conținut scăzut de fosfor. Soiurile Scepter și Spitfire au înregistrat cele mai spectaculoase îmbunătățiri ale randamentului atunci când au fost tratate cu ciuperci.

Cel mai important, asocierea cu ciupercile a rupt compromisul obișnuit dintre fertilizarea cu fosfor și absorbția mineralelor. Chiar și atunci când cercetătorii au adăugat niveluri ridicate de îngrășământ cu fosfor, plantele asociate cu ciuperci au menținut un raport zinc-fitat mai bun în comparație cu plantele netratate. La mai multe soiuri de grâu, ciupercile au îmbunătățit semnificativ acest raport, un factor cheie care afectează capacitatea organismului uman de a absorbi nutrienții. În unele cazuri, îmbunătățirea a fost suficient de mare încât să sugereze că nivelurile de zinc biodisponibil s-ar fi dublat.

Ar putea grâul îmbunătățit cu ciuperci să contribuie la combaterea malnutriției globale?

Există deja produse fungice comerciale pentru diverse utilizări agricole, deși eficacitatea lor variază în funcție de condițiile solului și de factorii de mediu. Cercetătorii au utilizat un produs disponibil în comerț care conține aproximativ 800 de spori fungici pe gram de sol.

Diferite soiuri de grâu au răspuns în mod unic la tratamentul fungic, ceea ce înseamnă că fermierii trebuie să potrivească culturile specifice cu partenerii fungici adecvați. Unele soiuri au format imediat parteneriate extinse, în timp ce altele au prezentat rate de colonizare mai modeste.

Pentru populațiile care depind în mare măsură de grâu și alte cereale, în special în țările în curs de dezvoltare cu consum limitat de carne, chiar și mici îmbunătățiri în absorbția mineralelor ar putea aduce beneficii semnificative pentru sănătate. Anemia feriprivă afectează peste un miliard de oameni în întreaga lume și contribuie la reducerea dezvoltării creierului și la creșterea ratei mortalității.

Chiar și în țările mai bogate, unde produsele din grâu asigură 20-25% din aportul alimentar de zinc, absorbția îmbunătățită a mineralelor ar putea contribui la remedierea deficiențelor ascunse care afectează funcția imunitară și sănătatea generală fără simptome evidente.

În loc să necesite modificări genetice sau schimbări dramatice în practicile agricole, această abordare valorifică parteneriatele biologice care există de milioane de ani. Pe măsură ce cercetătorii continuă să investigheze aceste rețele fungice, îmbunătățirea naturală a valorii nutritive a culturilor de bază se apropie de a deveni o realitate practică pentru abordarea uneia dintre cele mai persistente provocări ale umanității.