Υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγούν σε μεγαλύτερη συγκέντρωση αρσενικού στο ρύζι, σύμφωνα με μελέτες ερευνητικής ομάδας του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον.

Οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο καταναλώνουν ρύζι στην καθημερινή τους δίαιτα. Αλλά εκτός από τη θρεπτική και θερμιδική του αξία, το ρύζι μπορεί να περιέχει μικρές ποσότητες αρσενικού, οι οποίες σε μεγάλες δόσεις είναι μια τοξίνη που συνδέεται με πολλαπλές συνθήκες υγείας και με διατροφικούς καρκίνους.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον (UW) διαπίστωσαν ότι οι υψηλότερες θερμοκρασίες, σε επίπεδα που αναμένονται στις περισσότερες προβλέψεις για την κλιματική αλλαγή, μπορούν να οδηγήσουν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις αρσενικού σε κόκκους ρυζιού. Η ομάδα θα παρουσιάσει τα ευρήματα στις 10 Δεκεμβρίου, στην συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης, στο Σαν Φρανσίσκο.

“Γνωρίζουμε ότι περισσότερο αρσενικό απελευθερώνεται από το έδαφος σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτή η απάντηση του εδάφους στη θερμοκρασία επηρεάζει την περιεκτικότητα σε αρσενικό των κόκκων ρυζιού», λέει η συγγραφέας Rebecca Neumann, αναπληρωτής καθηγητής UW της αστικής και περιβαλλοντικής μηχανικής. «Εργαζόμασταν με χώμα που είχε σχετικά χαμηλά επίπεδα αρσενικού, αλλά οι θερμότερες θερμοκρασίες οδήγησαν σε αυξημένες συγκεντρώσεις αρσενικού στα σπόρια σε τέτοιες κλίμακες που αρχίζουμε να έχουμε ανησυχίες για την υγεία. Εάν τα αποτελέσματα αυτά είναι αντιπροσωπευτικά του τι μπορούμε να περιμένουμε για το καλλιεργούμενο ρύζι, τότε η αλλαγή του κλίματος θα μπορούσε να επιδεινώσει το πρόβλημα του ρυζιού που έχει μολυνθεί από αρσενικό”.

Το αρσενικό εμφανίζεται φυσικά στο έδαφος, αν και η συγκέντρωσή του είναι υψηλότερη σε περιοχές που έχουν χρησιμοποιήσει ζιζανιοκτόνα με βάση το αρσενικό ή που το νερό άρδευσης περιέχει αρσενικό. Όταν οι αγρότες καλλιεργούν καλλιέργειες όπως το ρύζι κάτω από πλημμυρισμένες συνθήκες, το αρσενικό εξάγεται από το έδαφος και μέσα στο νερό.

“Γενικά, το φυτό είναι σαν ένας μεγάλος σωλήνας ή ένα καλαμάκι, καθώς αντλεί νερό από τις ρίζες του στα φύλλα του. Και το ρύζι αποκτά φυσικά αρσενικό επειδή το αρσενικό μιμείται άλλα μόρια που τα φυτά αυτά προνομοιακά το απομακρύνουν από το χώμα », λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Yasmine Farhat, διδακτορικός φοιτητής του UW στην αστική και περιβαλλοντική μηχανική.

Για να προσδιοριστεί αν το ρύζι θα τραβούσε περισσότερο αρσενικό σε θερμότερες συνθήκες, η ομάδα συνέλεξε έδαφος από ένα ορυζώνα στο Davis της Καλιφόρνια. Πίσω στο Σιάτλ, οι ερευνητές καλλιέργησαν ρύζι σε αυτό το χώμα σε θαλάμους ανάπτυξης με ελεγχόμενη θερμοκρασία.

Συγκρίθηκαν η πρόσληψη αρσενικού κάτω από τέσσερις διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας. Ορισμένα φυτά αναπτύχθηκαν υπό κανονικές συνθήκες για το τμήμα της Καλιφόρνιας: 77 βαθμούς Fahrenheit (25 C) κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Άλλα καλλιεργήθηκαν σε θερμότερες θερμοκρασίες που αντανακλούσαν διαφορετικά δυνατά επίπεδα θέρμανσης για την περιοχή αυτή 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 δροσερές από την ημέρα για όλα τα φυτά.

Καθώς αυξήθηκε η θερμοκρασία, η ομάδα παρατήρησε αυξημένη πρόσληψη αρσενικού σε κάθε μέρος του φυτού που έβλεπαν οι ερευνητές – συμπεριλαμβανομένων των κόκκων ρυζιού.

“Για το στέλεχος και τα φύλλα, είναι ένα σαφές βήμα στην συγκέντρωση του αρσενικού καθώς αυξάνουμε τη θερμοκρασία”, λέει ο Farhat. “Για τους σπόρους, η υψηλότερη θερμοκρασία έκανε τα φυτά τόσο στρεσογόνα ώστε να μην παράγουν σπόρους. Αλλά αυτές οι άλλες δύο προβλέψεις αύξησης της θερμοκρασίας δείχνουν παρόμοια αύξηση του αρσενικού στους κόκκους ρυζιού. Οι συγκεντρώσεις αρσενικού στους κόκκους τριπλασιάστηκαν μεταξύ των θεραπειών χαμηλής και υψηλής θερμοκρασίας. “

Το αρσενικό είναι τοξίνη για τα φυτά ρυζιού και έχουν μηχανισμούς για να προστατευθούν από τα υψηλότερα επίπεδα του. Μία μέθοδος περιλαμβάνει την ενεργοποίηση μιας πρωτεΐνης που απομονώνει 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 αρσενικού να ήταν τόσο χαμηλή στο έδαφός μας, ώστε το φυτό να  μην «συνειδητοποίησε» ότι έπρεπε να ενεργοποιήσει τον αμυντικό του μηχανισμό», λέει ο Farhat. “Δεν είμαστε τόσο ανήσυχοι για αυτά τα συστήματα χαμηλού αρσενικού, αλλά τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι καθώς οι θερμοκρασίες αρχίζουν να ζεσταίνονται, ακόμη και το ρύζι που αναπτύσσεται στο έδαφος με χαμηλό αρσενικό μπορεί να κινδυνεύει να έχει υψηλότερα επίπεδα αρσενικού στα σπόρια”.

Ορισμένες μορφές αρσενικού είναι πιο τοξικές από άλλες. Η ομάδα συνεργάζεται τώρα με τους ερευνητές της UW Tacoma για να αναπτύξει μια μέθοδο που θα τους επιτρέπει  να δουν ποιες μορφές αρσενικού βρίσκονται στα διάφορα μέρη του φυτού. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να αποκτήσουν 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,” λέει ο Farhat. “Η αύξηση του αρσενικού μπορεί να μειώσει την απόδοση της καλλιέργειας. Αυτό μπορεί να είναι οικονομικά κακό για τους καλλιεργητές ρυζιού. Θέλω να θυμόμαστε , ακόμη και αν δεν τρώτε πολύ ρύζι, πολλοί άνθρωποι στηρίζονται σε αυτή την καλλιέργεια. Όταν σκεφτόμαστε και σχεδιάζουμε για το μέλλον, πρέπει να θυμόμαστε ότι το ρύζι αγγίζει πολλούς ανθρώπους και θα πρέπει να συνεργαστούμε σε αυτό ».