它可能会出现在你附近的面包店:由小麦制成的面包，经过光合作用机制的改造，以帮助它在一个更温暖的星球上茁壮成长。
尽管许多研究人员——其中一些是由比尔和梅林达·盖茨基金会资助的——正在努力创造这种新的小麦品种，但它不会很快到来。不断升高的气温已经对全球的麦田造成了损害。但是一种新的抗热小麦将在未来十年或更长时间内取代目前种植的小麦。
“最大的全球变化,威胁粮食安全是高温,”唐纳德支持说,植物生物学和作物科学教授工作的伊利诺伊大学的一个项目叫做成熟,实现提高光合效率,提高粮食作物的光合作用,这也将帮助击败热火。
这个问题在全世界都很普遍。例如，在2010年和2012年，由于炎热和干旱的综合影响，俄罗斯小麦种植者的产量大幅下降。
“佛罗里达大学的研究员Senthold Asseng说：”它造成了30％的国家产量，这是一个真正的巨大。“他指出，俄罗斯人弥补了减少出口的缺点，但“如果你在印度或孟加拉国丢失了你的三分之一，那可能是一个巨大的灾难。”
一项研究表明，气温每上升一度，就会导致世界主要粮食作物产量下降。
随着全球变暖的持续，全球需要共同努力帮助农业适应新的气候现实。专家们说，最紧迫的适应行动涉及世界上的主要粮食作物，特别是小麦、水稻、玉米和大豆，它们总共提供了人类摄入的三分之二的热量。在一个研究政府间气候变化专门委员会(IPCC)在去年发布的报告中警告说，如果农业不发生根本性的变化，世界将面临越来越多的粮食不安全风险。
这不仅仅是关于食物。粮食短缺是社会问题的重要推动力。例如，从2007年到2010年的干旱考虑了其中一个主要因素导致了叙利亚内战。
一个2017年研究由一组研究人员包括ASSENG使用的模型，以预测在温暖的温度下对这些主要作物的变化。该研究表明，每棵温度升高都会导致所有作物的生产下降，通过超过7％的玉米，小麦的玉米产量，6％的小麦，3％的玉米滴下降，大米3.2％。“这意味着在接下来的30或40年里，如果全球气温升高3摄氏度，我们就是在少于温度的情况下达到40％的小麦产量损失，”Asseng说。
气候变化带来的不仅仅是更高的温度。天气变暖会带来一系列问题和好处，从降雨量过多到太少(气温每升高1摄氏度，大气中的水分就会增加7%);降水、洪水和侵蚀时间的变化;突然温度波动;土壤健康的变化;以及更多的野火，这可能会影响种植、成熟和收获。气温升高也可能意味着更多的害虫、疾病和杂草。随着产量的减少，一些研究表明，重要的粮食作物，如水稻和小麦，由于生长在碳含量更高的环境中，蛋白质、铁和锌的含量降低。
在伊利诺伊大学的一个研究机构里，玉米从开裂的土壤中发芽。克莱尔·本杰明/成熟的项目
与此同时，对食物的需求也在增长，到2050年，随着全球人口从76亿飙升至近100亿，对食物的需求可能会增长一倍。专家表示，随着世界从化石燃料转向生物燃料或生物塑料等植物基材料，农业生产将需要增加30%。所有这些增长都必须在已经存在的农业用地上进行，这样亚马逊雨林或其他重要的自然区域就不会被破坏。
小麦——地球上最大的粮食作物，供应全球20%的卡路里——正受到研究人员的广泛关注。提高产量和培育耐热小麦的主要方法之一是优化光合作用。英国兰开斯特大学(Lancaster University)的首席研究员马丁·帕里(Martin Parry)说:“现在，农业作物将0.5%至1%的阳光转化为植物生物量，这令人惊讶。”“我们所需要的就是将这个百分比翻倍至1%至2%，而且科学已经证明这是可能的。”
研究人员正在研究一种叫做Rubisco的东西，它是核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的首字母缩写。这是一种古老的酶，有超过35亿年的历史，是随着植物进化而来的。它将无机二氧化碳转化为有机碳。
但在20%的情况下，Rubisco获取的是氧气而不是二氧化碳，这导致了一个称为光呼吸的过程，这对植物来说能量昂贵，导致更少的光合作用和更小的产量。
对绿色革命是一体的大米正在逐步逐步淘汰原生品种。
Ort称Rubisco是地球上最重要的酶，因为它负责将阳光转化为植物组织，为世界提供食物。然而，奥尔特说:“这不是一种很好的酶。它是缓慢的。它也会出错。它是地球上最丰富的酶，原因是植物应对它不是一种很好的酶的方式是制造大量的它。”
伊利诺伊大学(University of Illinois)的RIPE项目、兰开斯特大学(Lancaster University)和其他实验室的重点是侵入植物，提高Rubisco的效率。“有更多简单的方法来做到这一点，”奥尔特说。“这些是完全的重新设计，试图绕过原生途径，用一个更简单、更有效的途径取代它们”，不影响光合作用。
即使把重点放在重新设计光合作用上，专家们说，新品种小麦至少还需要10年或12年的时间。
至少有一种能在高温下茁壮成长的小麦已经成功种植。来自瑞典农业科学大学和国际干旱地区农业研究中心的研究人员用古代和现代的小麦品种培育出了一种可以在100华氏度以上的温度下生长的小麦。这种植物生长在西非的塞内加尔河流域。
水稻、大豆和其他农作物也将受益于重新设计的光合作用过程。作为全球35亿人食物来源的大米尤其脆弱。高温不仅影响产量，而且还需要可靠的水供应——它使用了世界上34%到43%的水用于灌溉——而且高温的影响还伴随着不规律的天气模式和含水层的下降。盐水入侵随着海洋的上升也是一个严重的问题。
研究人员研究了一种种植在塞内加尔河流域的耐热硬质小麦品种。Filippo Bassi / ICARDA
一个最近的研究在杂志中自然发现温暖的气候正在增加水稻中砷的水平，这将通过2100降低近40％的收益率。
在许多方面都在努力使水稻为应对气候紧急情况做好准备，包括发展抗旱、抗病和耐盐水的品种。例如，在20世纪60年代的绿色革命中不可或缺的IR8水稻品种，在一些地方正被逐步淘汰，取而代之的是更容易种植、抗病能力更强的本地品种。
和美国研究人员的团队正在考试中编辑水稻的基因组，以增加使植物易感的抗病抵抗力或编辑基因。他们寻找一个可能具有较差的植物，但具有良好的疾病性，然后去除抗性基因，并将它们放在高产商品品种“基因组编辑中，使我们能够以速度和准确性，”亚当·波哥大哥人，教授康奈尔大学植物病理学说。
阿肯色的研究人员发现，在过去40年里，夜间气温上升了5华氏度，这意味着植物在夜间失去了更多的水分。阿肯色是美国水稻的主要种植地。不断增加的热量也会降低光合作用，阻碍水稻自花授粉的能力。一些农民正在考虑继续向北迁移，以保持作物的温度范围不变。
最初来自罗马尼亚的赤裸颈部鸡是自然的空调，因为缺乏羽毛。
还有其他方法可以让农业在面对高温时更加耐受性，比如改变作物生长的时间，或者采用可以帮助作物保持凉爽的农业方法。一个最近的研究在自然例如，发现热带地区的农场与交织物作物的混合物和原生森林的混合物多样化，而不是单一栽培，帮助农业景观凉爽，同时还提供更多的栖息地，涉及生物多样性，特别是鸟类。188金博网注册就送188
除了作物，饲养的牲畜和其他用于食物的动物也受到气候变化的影响。例如，鸡特别容易发生热量。
其中一个更有趣的解决方案是赤裸颈部鸡肉。这是一个奇怪的鸟，看起来好像它的羽毛被从脖子底部拔出到它的头部。然而，它缺乏美丽，它在不断变化的气候中弥补了功能。
这些来自罗马尼亚的鸡，不仅因为没有羽毛而有自然的空调，而且它们有比其他鸟类更大的肺和其他重要的生理特征来适应更温暖的温度。“它的腿也很长，”厨师创业公司(Cooks Venture)的创始人马修·瓦迪亚克(Matthew Wadiak)说。该公司在阿肯色州饲养并销售这些鸟。“如果你有一只直立离开地面的长腿鸟，它周围有更多的气流，可以保持凉爽。”
克里奥洛牛，一种可以生活在干旱地区的品种，在新墨西哥州的联邦研究基地。NMSU / USDA
牧场主和科学家也在寻找可以在温暖的温度下茁壮成长的奶牛。一种可能在美国西南和其他干旱地区适应美国的牧场主的一种动物是Raramuri Criollo.牛 - 这意味着“轻型脚” - 作为安格斯和赫里福德的替代品，这对景观产生了更多的影响。
近年来，干旱困扰着西南部，一些研究人员表示，该地区可能是一个永久夹具。它对牧场造成了沉重的收费。这克里罗从西班牙被征服者带到北美，并在被淘汰之外被淘汰，在Tarahumara印第安人采用之前。在过去的四个世纪里，这些牛在墨西哥的干旱条件下适应了。
二十年前，他们从新墨西哥州拉斯克鲁克附近的吉瓦瓦岛墨西哥州墨西哥州带来了。他们已经被培养者所采用，自福利，自然保护正在研究其对犹他州峡谷研究中心的土地的影响。
“这些牛可以承受热量和缺水，”科罗拉多大学博尔德大学的土地生态学家Nichole Barger表示，在Canyonlands研究中心咨询。“他们正在选择更广泛的不同种类的植物，而不仅仅是因为气候变化而导致的那些草地。”
当然，长期粮食安全最重要的解决方案正在减少温室气体排放。有“任何人都不可能说，”哦，气候变化正在发生，我们只会适应它，“汉斯奥托·港口，”食品和土地利用“的IPCC工作组联合主席。“适应能力有限。”
