SLU-nyhet

Hälsa och matproduktion i ett förändrat klimat

Publicerad: 28 augusti 2024

Det hållbara och klimatneutrala samhället behöver vara resurssnålare och vi behöver värna om markhälsa, växthälsa och djurhälsa mer än i dag. Men hur ska vi tänka när hållbarhetsmålen är motstridiga och till exempel skapandet av våtmarker samtidigt kan gynna sjukdomsspridande insekter? Kan trenden med allt färre men större gårdar fortsätta? Och vad kan ny teknik som AI bidra med?

– Vi måste arbeta för att våra livsmedelssystem ska bli så motståndskraftiga som möjligt inför de utmaningar vi står inför när det gäller klimatet och biodiversiteten, men också politiska hot av olika slag, säger Anna Karin Rosberg. Hon är universitetslektor vid institutionen för biosystem och teknologi och forskar om hållbara odlingssystem och hur man kan minska risken att bakterier sprids vidare till människor via grönsaker.

– En större mångfald när det gäller typen av odlingssystem och mer biologisk mångfald i odlingarna gör att de blir mer motståndskraftiga mot växtsjukdomar och insektsangrepp. Om ett system slås ut kan fortfarande andra finnas kvar.

Ett resurseffektivare jordbruk behövs

Framtidsvisionen som Anna Karin målar upp är också ett samhälle där olika livsmedelssystem kopplas samman och som blir bättre på att ta tillvara restströmmar av näringsämnen.  Det kan handla om allt från ännu mer kretsloppstänk kring växtodlingsrester till att vi i framtiden ser mer av urinseparerande toaletter för att lättare kunna ta tillvara näringsämnen från våra avloppsanläggningar, liksom fler kretsloppslösningar där exempelvis fiskodlingar och grönsaksodlingar kombineras.

– Det finns så många restströmmar i samhället i dag som skulle kunna användas för att få in mer näring i odlingarna. Vi måste också koppla ihop djurhållning och växtodling på ett annat sätt än i dag. Det är lite som att gå tillbaka till ett äldre typ av tänk med mer lokala lösningar, säger Anna Karin.

– Jag kan hålla med dig, inflikar Oleksiy Guzhva. Han är biträdande universitetslektor vid institutionen för biosystem och teknologi och i sin forskning tittar han på hur artificiell intelligens kan användas inom jordbruket, exempelvis i form av sensorteknik för att värna om djurhälsa.

Oleksiy ser framför sig att AI i framtiden bidrar till biodiversitet och öppna landskap, samtidigt som djurhälsan garanteras. Det kan handla om allt från sensorer och datorseende för att hjälpa djurägare med den dagliga tillsynen av djuren till att ha ett mer resurseffektivt jordbruk.

– När gårdarna blir allt större blir det samtidigt svårare för lantbrukaren att tidigt upptäcka förändringar i hälsan hos djuren. Här kan AI hjälpa till, säger Oleksiy.

Datorseende som stöd för One Health

Vi delar livsmiljö med de djur vi föder upp i jordbruket, och vi påverkar varandras hälsa. One Health är ett begrepp som har blivit alltmer aktuellt och som handlar om att människans, djurens och ekosystemens hälsa hänger ihop. Exempelvis är antibiotikaresistenta bakterier ett av de största hoten mot vår hälsa, och en av spridningsvägarna ur ett globalt perspektiv är via djurhållningen i jordbruket. Ett förebyggande arbete för att hålla djuren friska minskar risken att sjukdomar sprids mellan djuren och vidare till människor.

­Oleksiy berättar att precisionsdjurhållning där man tar hjälp av exempelvis kameror och rörelsebaserade sensorer på djuren i form av halsband eller öronmärken har blivit allt vanligare, inte minst på mjölkgårdar.

– Det hjälper lantbrukaren att övervaka djurens hälsa dygnet runt, alla dagar om året. Genom att upptäcka avvikelser från det normala kan sjukdomar behandlas tidigt och spridningsrisken minska. Vi vill ju att djuren ska må bra och kunna ha så naturligt beteende som möjligt, säger han.

Blickar man framåt i tiden kommer vi förmodligen kunna se lantbrukare som i sin smartphone eller via särskilda glasögon kan använda sig av så kallad augmented reality (AR), eller förstärkt verklighet, där det blir lättare att upptäcka om något djur inte mår bra. I sin forskning är det just den typen av frågor som Oleksiy intresserar sig för.

– Jag har alltid haft fokus på hur man kan använda kameror för att fånga förändringar i djurens hälsa. Det är ett kostnadseffektivt sätt att spåra förändringar utan att störa djuren. Och tar vi AI till hjälp kan vi också hitta nya samband som vi kanske inte tänkt på innan för att förbättra djurhälsan och öka resurshushållningen i jordbruket.

Resurshushållning centralt

Samtalet glider över på livsmedelsberedskap och vad som behövs för att vi ska bli mer självförsörjande på livsmedel i vårt land. Anna Karin pekar på att livsmedelssystemet blir mer sårbart med färre och större gårdar som odlar få grödor.

– Händer det något i den produktionen får vi svårt att försörja oss med livsmedel, säger hon.

Även Oleksiy tar upp frågan om balansen mellan större och mindre gårdar som han menar behöver ses över.

– Vi måste ta tillvara på våra resurser bättre och se till att de ekonomiska investeringarna som görs i teknik är ekonomiskt hållbara, säger Oleksiy.

Forskarna betonar att förutom att maten vi äter behöver produceras närmare och att det behövs en större mångfald i grödorna, måste vi ändra våra matvanor för att minska livsmedelsproduktionens belastning på miljön.

– Just nu pratas det mycket om hur odlingen behöver förändras, men vi måste också titta mycket mer på vad vi äter. Vi skulle behöva äta smartare i balans med vår produktion. I dag slösar vi fortfarande mycket med våra resurser, säger Oleksiy och funderar vidare:

– Även om vi förstås kommer att kunna dra nytta av ny teknik behöver vi framför allt korta livsmedelskedjorna och äta mer närodlat. Människor måste inse att det kanske inte alltid går att äta det vi vill äta året om, säger han.

Insekter – mat eller hot?

Forskarna kommer in på trenden att äta mer vegetariskt, liksom frågan om vi borde utveckla en ny matkultur i framtiden och äta mer protein från insekter.

– Insekter smakar faktiskt ganska bra, säger Rickard Ignell med ett leende, även om han egentligen tror att vi i framtiden i första hand kommer att utvinna proteinerna från insekter för att skapa nya livsmedelsprodukter, eller att använda insekter som foder till andra djur.

Rickard är professor i kemisk ekologi vid institutionen för växtskyddsbiologi. Hans forskningsfokus ligger på en ökad förståelse för sjukdomar som sprids av myggor och att hitta nya sätt att bekämpa dem på. Nu kommer samtalet in på ett betydligt allvarligare ämne och att det allt varmare och blötare klimatet gör att risken ökar för att nya sjukdomar når oss från myggor och fästingar.

– Om jag blickar tjugo år framåt ser jag tyvärr en ökad spridning av sjukdomar som sprids via myggor i Europa på grund av att vi får ett varmare klimat, säger Rickard.

Sjukdomar som West Nile-feber, denguefeber och malaria sprids alla via vissa myggarter till människor. På senare år har det varit sporadiska utbrott av denguefeber och malaria i södra Europa, medan West Nile-feber spridit sig så långt norrut som till Tyskland. Det är svåra sjukdomar där botemedel saknas i dag.

Att vi hade malaria i Sverige fram till 1930-talet är inget vi längre tänker på, och frågan är vad vi behöver göra för att inte hamna där igen.

– Vi fick bukt med malaria när vi dikade ut våra våtmarker och separerade djur från människor, men när vi nu introducerar mer öppna dagvattensystem i tätbebyggt område behövs mer kunskap om hur vi kan minska risken för smittspridning av sjukdomar via myggor, säger Rickard.

Samtidigt som det i klimatförändringarnas spår är centralt att minska hettan i städerna genom bland annat gröna tak och öppna vattenytor, liksom att återskapa våtmarker för att binda koldioxid, måste vi också tänka på att dessa platser även kan vara en grogrund för myggor.

– Det är viktigt att vi har koll på smittspridningen av de myggburna sjukdomarna men just nu är det alldeles för få som jobbar med det i både Sverige och Europa, förklarar Rickard och berättar vidare:

– Det gäller också att ha en ökad förståelse för hur små vattensamlingar som behövs för att det ska vara en grogrund för smittspridande myggor, till exempel krukor med växter utomhus. Det är ett problem som man har känt till väldigt länge i Sydamerika. Att ha vattensamlingar nära där man bor ökar smittrisken.

Rickard säger att det redan i dag finns lösningar för att begränsa populationerna av en del av myggarterna, men att vi behöver ta ställning till hur stora kostnader vi kan acceptera för att utveckla ny teknik i förhållande till att lära oss leva med riskerna.

– I dag är det också svårt att få tillstånd att utveckla de dofter som behövs i fällor för bekämpning av smittspridande myggor, svidknott och fästingar som är de vanligaste riskerna för oss i Sverige och Europa.

Även Oleksiy är bekymrad ur sitt perspektiv som veterinär:

– Ska vi släcka bränder eller förebygga genom att satsa på utveckling av förebyggande metoder? Har vi inte lärt oss något från pandemin?

Skyr doften av hönor men dras till kourin

Rickards forskargrupp studerar hur dofter styr beteenden hos myggor. I en av deras studier på senare år som fick stor uppmärksamhet världen över kunde forskarna visa att malariamyggor hatar doften av höns. En annan studie som publicerats i år bekräftar de resultat de tidigare sett om att malariamyggor dras till doften av kourin.

– Vi kunde visa att det beteendet kan användas för att bekämpa malaria och i vår studie minskade vi malariaprevalensen med sextio procent. Det var ganska fräckt, säger Rickard och berättar om hur de kom den upptäckten på spåret:

– Jag frågade en bonde i Etiopien om det fanns något han kunde berätta om myggor. Jo, vi ser ju ofta myggor sitta på våra hus svarade bonden. Förklaringen till att myggorna drogs till husen var att deras hus var gjorda av lera, halm och avföring från kor.

Tyvärr avskyr inte alla myggor hönsdoften eller dras till kourin. Dessutom handlar det om komplexa ekosystem.

– Ju mer vi försöker förstå malariamyggornas biologi och ekologi, desto mer komplext blir det. Vi ser ju att förändringar i jordbrukssystemen ofta påverkar myggorna positivt. Om vi bygger dammar och bevattningsanläggningar får myggorna större möjlighet att reproducera sig. Även nya grödor som majs och sockerrör kan också påverka myggorna genom att pollen från grödorna är en perfekt födokälla för malariamyggornas larver. Vi har nyligen också sett att även bananplantor är en näringskälla för myggor. Det har vi inte känt till tidigare, säger Rickard.

Dra nytta av kunskap om ekosystemen

Att förstå det komplexa samspelet i naturen är inte bara centralt för att kunna hitta nya sätt att bekämpa malariamyggor och andra myggor som sprider sjukdomar. Det är också viktigt för att skapa hållbara odlingssystem.

I sin forskning tittar Anna Karin bland annat på hur biologisk bekämpning kan användas i ekologisk växthusproduktion. När det gäller odling på fält har utvecklingen av metoder för biologisk bekämpning inte har kommit lika långt, men det är ett viktigt forskningsområde för att kunna minska användningen av kemiska bekämpningsmedel.

– Det kan vara rovinsekter eller insekter som parasiterar på skadeinsekter, men det kan också handla om svampar och bakterier som kan bilda ämnen som är giftiga för vissa insekter, säger Anna Karin.

Anna Karin och Rickard berättar att liknande teknologier kan användas för att bekämpa både skadedjur i växtodlingar och smittspridande myggor. Till exempel finns det en algsvamp som just nu utvärderas för att bekämpa den största skadegöraren på potatis.

– Det finns algsvampar som även kan döda mygglarver men detta har inte använts än i någon större skala än utan skulle behöva studeras mycket mer först. Och bakterier används ju för att bekämpa många insekter, med mer eller mindre framgång, inte minst Bacillus thuringiensis, säger Rickard.

Anna Karin tar upp problematiken med hur komplexa ekosystemen är:

– Man måste se till att algsvamparna, bakterierna eller vad det nu handlar om kan etablera sig i den nya miljön. Ofta har man inte tänkt på komplexiteten i ekosystemen, och att de inte alls trivs där eller utför de uppgifter man har tänkt sig.

En ökad förståelse för hur insekterna lever ökar med andra ord både möjligheterna att minska mängden bekämpningsmedel i jordbruket och att bekämpa olika insektsburna sjukdomar.

– I studier vi har gjort tillsammans forskare i Burkina Faso har vi exempelvis sett att malariamyggor verkar självmedicinera sig mot malariaparasiten och till och med tar profylax för att inte bli sjuka. Troligtvis får de i sig ämnen när de suger nektar från vissa växter. När man bekämpar malariaparasiten hos människor i dag är det till exempel preparat från växter som innehåller ett av dessa ämnen, artemisinin, som används. Det kanske finns liknande ämnen som skulle kunna användas även för andra insektsburna sjukdomar i framtiden, säger Rickard.

Mindre förändringar kan också ge stor effekt

Anna Karin berättar om hur hon i sin forskning också tittar på hur man kan få in mer biodiversitet i växthusen genom att samodla flera olika grödor och hur det kan påverka markhälsan och skyddet mot insekter och växtsjukdomar:

– Genom att samodla med baljväxter som binder kväve från luften behöver man inte tillföra mineralgödsel i samma utsträckning. Det kan också handla om att man även har blomsterremsor i växthusen för att få fler insekter som trivs och som kan parasitera på växtskadegörarna, säger Anna Karin.

Det låter kanske enkelt och man kan undra varför detta inte görs i större skala redan i dag i växthusodlingarna, men det är monokulturer man fortfarande tjänar mest pengar på förklarar Anna Karin.

Rickard tar också upp att en lösning för att minska spridningen av malaria kan handla om något så enkelt som att ha tillgång till myggnät:

– Att ha ett myggtätt hus är ett säkert sätt att minska risken att bli smittad av malaria. När det började anläggas risodlingar i stor skala Afrika trodde man att malariamyggorna skulle öka men tvärtom såg man en minskning eftersom risodlarna fick råd att bygga bättre hus, använda myggnät och tillgång till mediciner. Ibland kan det också vara mindre förändringar som leder till något positivt, säger Rickard.

Text: Nina Nordh

Fakta:

Den här texten är en del i artikelserien Framtidens forskning, där tolv forskare för tvärvetenskapliga resonemang med anledning av att LTV-fakulteten firar 20 år. Fler delar hittar du på www.slu.se/framtidens-forskning-LTV.