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Reis: Mehr CO2 – weniger Nährstoffe

Reis
Reis ist für Milliarden Menschen ein wichtiges Nahrungsmittel (Foto: Chaiwatphotos/ iStock)

Reis ist für mehr als zwei Milliarden Menschen weltweit eines der Hauptnahrungsmittel. Doch in Zukunft könnte der Nährstoffgehalt dieses Getreides messbar sinken – schuld daran sind die steigenden Kohlendioxidwerte der Luft. Eine Feldstudie in China und Japan hat ergeben, dass unter erhöhten CO2-Werten der Gehalt an vier wichtigen B-Vitaminen, Zink und auch Proteinen im Reis abnimmt. Gerade für ärmere Menschen in Südostasien könnte dies im Extremfall sogar zu einem Mangel an diesen Nährstoffen führen, warnen die Forscher.

Für die Pflanzen weltweit ist das Treibhausgas CO2 eine wichtige Ressource. Wenn mehr von diesem Gas in der Luft präsent ist, steigt die Photosyntheseleistung und die Pflanzen wachsen schneller. Genau diesen Prozess treiben wir durch den Klimawandel und unsere Treibhausgas-Emissionen an. Erst kürzlich ergab eine Studie, dass die Vegetation der Erde durch diesen Effekt schon heute rund 30 Prozent mehr CO2 aufnimmt als noch vor 200 Jahren. „Menschen sagen immer, dass mehr CO“ gut ist für das Pflanzenwachstum – das stimmt auch“, sagt Studienleiter Lewis Ziska, Forscher am US-Landwirtschaftsministerium. „Aber wie die Pflanzen auf diesen relativ plötzlichen Anstieg reagieren, beeinflusst auch die menschliche Ernährung und Gesundheit.“ Bereits zuvor hatten Untersuchungen Hinweise darauf ergeben, dass viele Nutzpflanzen zwar mit mehr CO2 schneller wachsen, aber ihr Nährstoffgehalt dabei nicht steigt, sondern eher abnimmt.

Wie die wichtige Nahrungspflanze Reis auf erhöhte CO2-Werte reagiert, haben Ziska und seine Kollegen nun in Feldversuchen untersucht. Für ihre Studie legten sie in China und Japan Versuchsfelder mit 18 verschiedenen Reissorten an. Die Pflanzen wurden durch spezielle Begasungsanlage CO2-Konzentrationen von rund 570 parts per million (ppm) ausgesetzt – dies entspricht den Werten, wie sie Ende dieses Jahrhunderts in der Atmosphäre erreicht werden könnten. Das Besondere an der als Free-Air Carbon dioxide Enrichment (FACE) genannten Methode: Sie kommt ohne Gewächshaus oder Klimakammer aus. „Wir wissen, dass Pflanzen in Plastik- oder Glasgewächshäusern nicht genauso wachsen wie im Freiland“, erklärt Co-Autor Kazuhiko Kobayashi von der Universität Tokio. Deshalb konstruierten er und seine Kollegen ein System, bei dem die Reispflanzen im Freiland durch ein System von Gasdüsen in 30 Zentimetern Höhe mit dem zusätzlichen CO2 versorgt wurden. Nachdem der Reis erntereif war, analysierten die Forscher den Gehalt verschiedener Nährstoffe und Spurenelemente, darunter B-Vitamine, Vitamin E, Zink, Eisen, Kalzium und von Proteinen.

Weniger Vitamine, Proteine und Eisen

Es zeigte sich: Unter erhöhten CO2-Werten sank der Nährstoffgehalt der Reiskörner bei fast allen Reissorten messbar ab. So verringerte sich die Konzentration von Proteinen um im Schnitt zehn Prozent, der Eisengehalt nahm um acht Prozent ab, Zink um fünf Prozent. Ähnliche Trends hatten Forscher auch schon bei anderen Nutzpflanzenarten festgestellt. Neu aber waren die Ergebnisse für die B-Vitamine: Der Gehalt von Vitamin B1, B2 und B5 nahmen zwischen 12 und 17 Prozent ab, Die Konzentration von Vitamin B9 verringerte sich sogar um 30 Prozent, wie die Wissenschaftler berichten. Keine signifikanten Veränderungen gab es dagegen bei Kalzium und Vitamin B6. Der Gehalt an Vitamin E stieg sogar bei den meisten Reissorten leicht an.

Nach Ansicht der Forscher könnte dieser Effekt der steigenden Treibhausgas-Emissionen durchaus schwerwiegende Folgen haben. „Reis ist für viele Populationen in Asien seit Jahrtausenden ein Grundnahrungsmittel und nimmt in Afrika rasant an Bedeutung zu“, sagt Co-Autorin Kristie Ebi von der University of Washington in Seattle. Der Reis liefere dabei nicht nur Kalorien, sondern auch wertvolle Proteine und Vitamine. „Reduktionen in der Nährstoffqualität des Reises könnte daher die Gesundheit von Millionen Menschen beeinträchtigen.“ Nach Angaben der Wissenschaftler macht Reis für rund 600 Millionen Menschen vor allem in Südostasien mehr als die Hälfte der täglichen Kalorien und Proteinzufuhr aus. Weil sich gerade ärmere Menschen kaum andere Nahrungsmittel leisten können, wären sie in besonderem Maße von sinkenden Nährstoffgehalten des Reises gefährdet. „Dies ist ein bisher unterschätztes Risiko der Verbrennung von fossilen Brennstoffen und der Entwaldung“, sagt Ebi.

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Quelle: Chunwu Zhu (Chinese Academy of Sciences, Nanjing) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aaq1012

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