Как ИИ может помочь спасти кетчуп от изменения климата

Держись за своего Хайнца. Последняя надвигающаяся нехватка продовольствия, вероятно, будет включать в себя кетчуп, который возник сразу после прошлогоднего кризиса с картофельными чипсами и горчицы (по крайней мере, во Франции). Беспрецедентно высокая жара в течение трех лет в ключевых регионах мира, производящих томаты – Австралии, Испании и центральной долине Калифорнии – привела к резкому сокращению запасов томатной пасты, ключевого ингредиента кетчупа и других приправ. Калифорния, которая производит четверть томатов в мире и 95% помидоров, используемых в консервах в США, собрала почти на 5% меньше ожидаемого урожая в 2021 году и на 10% меньше в 2022 году из-за продолжающейся засухи, согласно данным Министерство сельского хозяйства США. Рекордные осадки в начале этого года помогли справиться с засухой, но они также затопили поля, вынудив фермеров отложить посадку, что также может привести к снижению урожайности в этом году.

Другие основные продукты питания, вероятно, последуют этому примеру, поскольку изменение климата, вызванное постоянно растущими выбросами ископаемого топлива, наносит ущерб сельскохозяйственным культурам, от кукурузы до рапсового масла. Последствия будут распространяться по цепочке поставок непредсказуемым образом, что приведет к росту цен и нехватке не только чувствительных к погодным условиям фруктов и овощей, но и продуктов, которые кажутся столь же далекими от природы, как Flamin' Hot Cheeto от кукурузного поля. Хотя наши основные сельскохозяйственные культуры могут в конечном итоге адаптироваться к более теплому климату, эволюция происходит во времени, совершенно не синхронизированном с требованиями рынка. Если кетчуп, коктейльный соус и маринара для пиццы будут соответствовать спросу, науке придется вмешаться и ускорить процесс.

Помидоры прекрасно себя чувствуют при сильной жаре, но, как и людям, им нужны прохладные ночи для отдыха, особенно во время цветения. Если жаркие ночи аномальной жары продлятся более нескольких дней, как это уже началось в крупных регионах-производителях томатов, нежные желтые цветы на лозе увянут, а также все надежды на сочные красные плоды через несколько недель. В отличие, скажем, от компаний по производству зерновых, которые могут менять поставщиков, когда надвигается нехватка местного урожая, большинство производителей продукции на основе томатов имеют вертикально интегрированные цепочки поставок: они поставляют свои собственные семена фермерам-контрактникам, которые выращивают по спецификациям, а затем транспортируют урожай на близлежащие перерабатывающие предприятия. которые также принадлежат производителям. Большая часть этих помидоров перерабатывается в пасту, ингредиент длительного хранения, от которого зависят компании, производящие приправы, чтобы поддерживать производство, даже когда свежие помидоры не в сезон. Но спустя три года эти резервы начинают истощаться. «Этот год будет решающим», — говорит Мариано Альварес, биолог-эволюционист и главный научный сотрудник Avalo, бионаучной компании из Северной Каролины. «Если они не смогут собрать здоровый урожай, это будет непросто для всех, кто использует томатную пасту в своей продукции».

Непогода всегда была проблемой в сельском хозяйстве, будь то резкое похолодание в конце сезона, из-за которого замерзают плоды на лозе, или несвоевременный шторм, который сметает пшеницу незадолго до сбора урожая. Но изменение климата подрывает некоторые базовые представления о том, где и когда мы выращиваем урожай. Старые реки высыхают. Сильные зимние заморозки становятся все более редкими, а это означает, что вредители могут жить и размножаться еще один год. Волны жары наступают раньше, остаются дольше и нарушают циклы плодоношения. Дождь идет сильно и быстро, смывая только что посаженные семена, прежде чем они успеют пустить корни. Наши основные сельскохозяйственные культуры не в состоянии удовлетворить спрос, не говоря уже о предметах роскоши, которые мы привыкли считать основными: бананы, кофе, шоколад, вино, оливковое масло, трюфели.

Нам придется либо адаптироваться к жизни без культур, которые делают жизнь стоящей, либо адаптировать эти культуры к нашему меняющемуся климату. Ученые-растения, такие как Альварес, работают над последним. Повысить ставки и переехать в лучшее место не всегда возможно, говорит Альварес. «Для многих [производителей томатов] единственный вариант — как-то изменить биологию самих растений». Альварес пытается сделать именно это, используя машинное обучение, чтобы создать новые гибриды, лучше адаптированные к потеплению погоды. Он входит в растущую группу ученых-фермеров, которые используют инновации в области робототехники, химии, секвенирования генома, генетического анализа и искусственного интеллекта для создания растений для будущего с измененным климатом.