生活科普:氣候變化將導致巧克力危機?真的要和巧克力說再見了?
來源:科普中國
發布時間:2023-02-21
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除了特殊的時間點的特殊符號價(jia) 值之外,巧克力有著讓人無法抗拒的魔力,絲(si) 滑的口感,可可堿刺激多巴胺分泌帶來的愉悅感,配合上牛奶和香草莢,簡直就是完美的甜品。

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進入二十一世紀,有不少研究人員和研究機構給出了讓人沮喪(sang) 的預測,如果當前的氣候變化趨勢不能扭轉,那麽(me) 到2050年的時候,人類可能要同巧克力說再見了。這是不是真的呢?

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生而金貴的可可

可可豆生而金貴,在瑪雅人的傳(chuan) 說中,可可是神(Plumed Serpent)賜予瑪雅人的食物。無獨有偶,在阿茲(zi) 特克人的神話傳(chuan) 說中,羽蛇神(Quetzalcoatl)在滿是食物的神山之上找到了可可樹,並把它賜予了阿茲(zi) 特克人。這些神話傳(chuan) 說都說明這種食物的曆史悠久。而可可屬的拉丁文名屬名Theobroma,含義(yi) 就是神的食物(theo=god,broma=food)。

在阿茲(zi) 特克帝國的統治下,周圍的部落都需要將可可豆作為(wei) 貢品進行朝貢。這種稀缺性,一度讓可可豆成為(wei) 阿茲(zi) 特克帝國的通用貨幣。當時,用80-100粒可可豆就可以買(mai) 來一套華麗(li) 的服飾。而這僅(jin) 僅(jin) 相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 可可果而已(每一個(ge) 可可果裏麵都有30-50粒種子)。

與(yu) 金銀不同,可可豆這些硬通貨是可以吃的。美洲人吃可可的曆史是相當久遠,在墨西哥的考古發掘中,考古人員發現了公元前1900年的存放在容器裏的可可豆。並且在多處不同年代的遺址中都發現了可可豆,奧爾梅克人、瑪雅人、阿茲(zi) 特克人都喜歡吃可可。

可是,可可豆從(cong) 古至今就不是一個(ge) 便宜的農(nong) 產(chan) 品,這主要因為(wei) 在可可生長的各個(ge) 階段都存在限製性因素

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全球變暖影響巧克力生產(chan)

2019年,國際可可組織預測,隨著全球變暖帶來的氣候變化會(hui) 極大影相可可豆的產(chan) 量,在未來30年內(nei) ,可可豆的產(chan) 量將斷崖式下降。如果氣候變化的趨勢得不到扭轉,到2050年的時候,我們(men) 將沒有巧克力可以吃。現實真的已經如此嚴(yan) 峻了嗎?

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其實在過去50年時間裏,全球可可豆的總產(chan) 量增長了四倍之多,從(cong) 1961年的年產(chan) 量118萬(wan) 噸,增加到了2020年的年產(chan) 量522萬(wan) 噸。不過,近年來受極端天氣影響,2021年全球可可總產(chan) 量有所下降,但年產(chan) 量也達到了495萬(wan) 噸。未來的發展趨勢如何,需要持續關(guan) 注。

可見,雖然可可豆的產(chan) 量受到了天氣影響,但產(chan) 量也依然可觀,還沒到2050年就滅絕的程度。

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有限的種植空間

雖然沒有滅絕的風險,但是可可的生長也確實遇到了一些問題。

作為(wei) 一種熱帶作物,可可對生長環境有著苛刻的要求。地球很大,愛巧克力的人也很多,但是栽種可可樹的區域卻十分有限——赤道南、北緯約20度以內(nei) ,氣候炎熱、多雨的區域,是可可最喜歡的生活區域。

到目前為(wei) 止,全球的可可生產(chan) 主要集中在三個(ge) 區域,其中非洲產(chan) 區是可可豆種植中心,科特迪瓦和加納一起為(wei) 全世界提供了占總量52%的可可豆,另外尼日利亞(ya) 和喀麥隆也是可可主產(chan) 區;以巴西、厄瓜多爾、秘魯和多米尼加這四個(ge) 美洲國家,是可可豆的另一個(ge) 生產(chan) 中心;另外,印度尼西亞(ya) 以及臨(lin) 近的東(dong) 南亞(ya) 區域也是可可豆的生產(chan) 中心,這裏貢獻占總產(chan) 量14%的可可豆。有限的種植區域是可可生產(chan) 的一個(ge) 致命缺陷,一旦病蟲害爆發,很容易波及到所有的可可樹

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隨著氣溫升高之後,過於(yu) 單一的栽培品種,可能無法有效應對新出現的病蟲害威脅。在20世紀70年代,“大米歇爾”香蕉最終被“卡文迪許”香蕉替代,這種無奈的選擇其實已經發生在可可樹身上。

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有限的遺傳(chuan) 多樣性

在長期的選擇過程中,栽培可可豆的基因多樣性存在極大缺陷。目前大規模栽培的可可樹以劃分為(wei) 三個(ge) 品種群,Forastero,Criollo和Trintario。

其中Forastero品種是市麵上最常見,生產(chan) 也最大量的可可豆品種,占總可可豆產(chan) 量80%以上。栽培這個(ge) 品種不是因為(wei) 它們(men) 的品質,恰恰相反,這個(ge) 品種的巧克力味比較淡,酸味、澀味和苦味都比較重,但是這個(ge) 品種擁有較為(wei) 強大的抗病蟲害能力,所以成為(wei) 了主力品種。

至於(yu) ,Criollo才是頂級可可之選,擁有獨特的香氣,以及適當的酸味和苦味。但是受蟲害影響,其產(chan) 量隻占可可豆總產(chan) 量的3%,主要是分布在南美洲的委內(nei) 瑞拉。

好在上述兩(liang) 個(ge) 品種的雜交品種Trintario,集合了親(qin) 本的口味和產(chan) 量優(you) 勢,口味比較濃鬱厚實,栽培性能也比較好,原產(chan) 地在加勒比海的特立尼達群島。

當下,全球變暖帶來的氣候變化越來越明顯,氣溫上升和季節性降水分布變化,高溫和幹旱對喜歡陰涼環境的可可生長造成顯著影響,不僅(jin) 僅(jin) 帶來的更多病蟲害,同時還影響到為(wei) 巧克力提供授粉服務的昆蟲。

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小蟲子帶來的巧克力

在麵對病蟲害侵襲的同時,可可生產(chan) 麵臨(lin) 的一大問題是如何提供有效的授粉服務。可可是自交不親(qin) 和植物。所以,在自然狀態下,一棵樹上的上千朵花,真正能結果的隻有三四朵,這就難怪古代的可可豆比黃金還珍貴了。

要解決(jue) 可可豆的產(chan) 量問題,就必須解決(jue) 授粉的問題。人工授粉,是一個(ge) 行之有效的辦法。在印度尼西亞(ya) 進行的一項實驗中發現,如果將一棵樹上的花朵盡數人工授粉,最終可以增產(chan) 161%,即便是隻對13%的花朵進行人工授粉,產(chan) 量也可以提升51%,這些操作比使用農(nong) 藥和化肥的增產(chan) 效果要明顯的多。

但是問題是,可可花朵太小了,大概隻有成人的大拇指指甲蓋那麽(me) 大(實在無法想象,這樣小的一朵花,將來會(hui) 變成一個(ge) 比拳頭還大的果子),讓授粉工作堪比繡花,再加上可可花朵開放時間很短,能進行有效授粉的時間更短,完全利用人工授粉進行生產(chan) ,勢必會(hui) 大大增加生產(chan) 費用,這並不是我們(men) 想看到的結果。

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那麽(me) ,有什麽(me) 辦法來提升授粉效率呢?

在傳(chuan) 統上,研究人員認為(wei) ,蠓科的小昆蟲(如可可蠓Forcipomyia squamipennis)是可可樹的有效傳(chuan) 粉者。這是一類飛行能力有限,喜歡陰涼濕潤環境的小蟲子。要想讓它們(men) 為(wei) 可可樹提供良好服務,就需要為(wei) 這歇傳(chuan) 粉昆蟲營造一個(ge) 舒適的工作環境,足夠的大樹遮蔽,可可樹之間適當的距離,以及種植園中的充裕的腐殖質都是必要的元素。

這樣做起來,確實有些困難,好在最新的研究表明,食蚜蠅之類的雙翅目昆蟲也可以為(wei) 可可樹提供授粉服務,隻要為(wei) 這些昆蟲提供足夠的棲息地和食源性植物,就可以極大提升可可產(chan) 量。這充分說明,進行生態農(nong) 業(ye) 經營的重要性。

當然,還有一個(ge) 終極解決(jue) 方案,那就是通過收集和篩選野生可可屬植物,或者基因編輯的手段,找到並選育出可以自花授粉的可可品種。在最大程度上打破授粉的限製,從(cong) 而增加可可豆的產(chan) 量。

巧克力的未來需要更多的科技力量的支持。

想要解決(jue) 可可的病蟲害問題,研究人員們(men) 也做了不少努力。

首先,研究人員發現需要選育更多耐熱性能優(you) 秀的品種,而野生的可可種群很可能是答案所在。在哥倫(lun) 比亞(ya) 、巴西和哥斯達黎加等地區分布著大量的可可自然居群,並且攜帶各種抗性基因的優(you) 異種質。這些都是保障巧克力生產(chan) 的基因寶庫。在分子生物學的支持下,必然有更多有效地抗病蟲害、抗高溫和抗幹旱的相關(guan) 基因被定位,並最終應用到育種和生產(chan) 當中來。

再者,關(guan) 注可可的生態種植技術,對於(yu) 可可產(chan) 業(ye) 的可持續發展至關(guan) 重要。可可生產(chan) 需要良好的生態環境,而維護好產(chan) 地的生態環境又可以幫助種植者開拓相關(guan) 的旅遊產(chan) 業(ye) ,促使可可產(chan) 業(ye) 良性發展。

另外,我們(men) 還需要注意到,到目前為(wei) 止,可可屬的20個(ge) 物種中,隻有可可和大花可可被人類栽培利用,還有15個(ge) 物種有潛在的栽培價(jia) 值。這意味著更多的口味、更高的產(chan) 量和更美好的未來。保護好這些大自然的饋贈,就是保護好我們(men) 喜歡的巧克力。

參考文獻:

[1]Manuel Toledo-Hernández et al. 2020. Hand pollination, not pesticides or fertilizers, increases cocoa yields and farmer income. Agriculture, Ecosystems & Environment, 304(1) ,107160.

[2] Manuel Toledo-Hernández et al. 2021. Landscape and farm-level management for conservation of potential pollinators in Indonesian cocoa agroforests. Biological Conservation, 257, 109106.

作者|史軍(jun) 植物學博士

審核|王康 國家植物園科普館館長



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