De omzetting van zonne-energie in planten en vlees
Zonlicht zorgt ervoor dat planten zetmeel,
vetten of eiwitten kunnen maken. Planten worden weer gegeten
door dieren en mensen, die daardoor kunnen groeien. Hoe
zit zo'n kringloop nou in elkaar en hoeveel energie van
de zon hap ik in mijn boterham weg? Een zonnig, energievol
en toch triest verhaal. Dit artikel verscheen in het blad Leven van de Nederlandse VegetariërsBond, nr.2 2004. Auteur is Ruth van der Leij. Bronnen: World Food Program, https://www.wfp.orgNatuur & Milieu Encyclopedie, 1991, Daan Kloeg. Environmental Almanak 1992, World Resources Institute.
De aarde krijgt haar energie van de zon.
De zon straalt veel meer licht en warmte uit dan de aarde
ooit kan gebruiken. Van de zonne-energie per vierkante
meter aardoppervlak wordt maar een 1/10.000e deel gebruikt
(= 0,01%). De rest straalt als warmte uiteindelijk het
heelal weer in. Deze één honderdste procent
zonne-energie wordt door planten in eetbare stoffen omgezet.
Met de fotosynthese van planten wordt het zichtbare licht
omgezet in glucosemoleculen en zuurstof. Alle andere energiebronnen
die wij gebruiken, zoals aardgas, olie en steenkool, zijn
indirect afkomstig uit zonne-energie, omdat deze fossiele
brandstoffen ooit zijn ontstaan uit plantaardig materiaal.
Fotosynthese
Het fotosyntheseproces van planten is een
onmisbare schakel tussen de zon en het leven op aarde.
Zonder dit proces zou de aarde een verschroeide en levenloze
planeet zijn die zijn rondjes draait om deze energierijke
ster, onze zon. Nu leggen de planten het licht vast
in allerlei plantaardige stoffen, waardoor ze kunnen
groeien en reserves kunnen aanleggen in hun zaden en
vruchten.
Producenten en consumenten
Planten worden in biologische kringlopen om die reden
wel 'producenten' genoemd. Wij maken met onze landbouw
dankbaar gebruik van deze producenten, omdat we de hele
plant, in het geval van groenten, of de zaden en vruchten
gebruiken als voedsel. Mensen en met ons alle planten-
en diereneters op aarde worden 'consumenten' genoemd:
consumenten eten direct of indirect (omdat vleeseters
planteneters eten) de producenten op.
Reducenten
Uiteindelijk gaat echter iedereen dood, van dier tot
plant en van klein tot groot. Het organisch afval dat
dode organismen vormen, wordt weer afgebroken door de
'reducenten'. Dit zijn vooral bacteriën, gisten
en schimmels. Zij zorgen ervoor dat het organische afval
wordt omgezet in materiaal dat weer door de producenten
kan worden gebruikt om zonne-energie vast te houden.
Daarmee vormen zij het laatste onderdeel in de alles
omvattende levenskringloop van de aarde, waarin producenten,
consumenten en reducenten de vaste schakels vormen en
de zon als motor de kringloop aandrijft.
Kringloop
Hoewel de onderdelen van zo'n voedselweb fraai in elkaar
grijpen, blijft er steeds veel zonne-energie nodig om
de kringloop in stand te houden.
De reden daarvoor is dat de voedselketens die met elkaar
het voedselweb vormen inefficiënt werken en per
stap energie verliezen. Energie kan wel van vorm veranderen
(dus kan van zichtbaar licht worden omgezet in chemische
energie zoals in suikers), maar kan nooit zomaar ontstaan
of verdwijnen. Deze natuurwet noemt men de wet van behoud
van energie en die speelt in deze kringloop een grote
rol.
Energieverlies
De eerste stap van zonne-energie naar de chemische energie
in plantaardige stoffen levert meteen al een energieverlies
op van 99,99 %. De levende natuur is iets efficiënter.
Als graan wordt opgegeten dooreen dierlijke planteneter
zoals een muis, wordt 10% van dit plantaardige materiaal
omgezet in muizenmateriaal, zoals spieren, vet, sperma,
jongen, enz. De overige 90% van de energie uit het graan
gaat verloren als lichaamswarmte in de muis. Stel nu dat
de muis gevangen en opgegeten wordt door een torenvalk.
De torenvalk zal ongeveer 10% van het muizengewicht voor
zijn eigen spieren enz. kunnen gebruiken. De andere 90%
van het hele muisje gaat weer verloren als warmte uit
de torenvalk. Het zal duidelijk zijn dat elke stap van
plantaardige producent naar plantenetende consument en
vandaar naar vleesetende consument een energie-verlies
van 90% betekent. Dus van de eerste 100% energie uit graan
is in de torenvalk nog maar 1% over: de rest is als heelalverwarming
verloren gegaan (in werkelijkheid bevat de torenvalk nog
maar 0,0001% van de zonne-energie die de graanplant heeft
beschenen). Waarom is dit nuttig om te weten? Het is belangrijk
dat je je realiseert wat de kosten voor de productie van
voedsel zijn. Opnieuw een rekensommetje. Stel dat het
graan door een mens wordt gegeten. Dan is hij de eerste
consument en gebruikt hij 10% van het graan voor de groei
van zijn lichaam. Met 1 kilo graan kunnen 100 gram aan
menselijke spiereiwitten worden gemaakt. Als dat graan
aan varkens wordt gevoerd, maakt dat dier uit 1 kilo graan
100 gram varkensvlees. Een menselijke vleeseter kan uit
dat varkensvlees nu nog maar 10 gram menselijke spiereiwitten
maken. Als 1 kilo graan dus direct door een mens gegeten
wordt, kan hij daar 100 gram van groeien. Als diezelfde
kilo graan eerst naar een varken gaat en dan als vlees
gegeten wordt, kan hij maar 10 gram groeien. Nog erger
wordt het als vlees als voer wordt gebruikt voor landbouwhuisdieren.
Kippen worden gevoerd met o.a. vismeel: een nieuwe stap
ertussen met opnieuw een energieverlies van 90%!
Sterfte door voedselgebrek
Hoewel de energie van de zon oneindig lijkt en het leven
op aarde er maar 0,01% van nodig schijnt te hebben blijkt
er niet voldoende voedsel te zijn voor de 6 miljard
mensen op aarde. Meer dan 800 miljoen mensen op aarde
weten wat het is om dagelijks niet voldoende te kunnen
eten. Deze aantallen zijn moeilijk te bevatten, omdat
het over zoveel individuen gaat. Nog wat meer cijfers:
ongeveer 50 miljoen mensen hebben echt ernstige honger,
die veroorzaakt wordt door menselijke of natuurlijke
rampen. Per dag maakt de honger 24.000 dodelijke slachtoffers,
onder wie vooral veel kinderen (11.000 kinderen, oftewel
1 kind per elke 8 seconden!). Het World Food Program
(WFP), de voedselhulporganisatie van de Verenigde Naties,
gaat er desalniettemin van uit dat de aarde voldoende
voedsel kan produceren om iedereen een gezond en productief
leven te laten leiden. Maar kan dat? In theorie zijn
er drie mogelijke aangrijpingspunten om ervoor te zorgen
dat er voldoende voedsel wordt geproduceerd om alle
mensen te kunnen voeden:
het plantaardige fotosynthesesysteem efficiënter
maken, zodat planten meer produceren met hetzelfde
licht.
ervoor zorgen dat er minder energieverlies optreedt
in de kringlopen zelf.
energieverlies tegengaan door minder stappen in
de kringloop te maken.
Efficiëntere fotosynthese
Het efficiënter maken van het fotosynthesesysteem,
waardoor planten meer produceren met hetzelfde licht,
betekent dat planten moeten worden veranderd en aangepast.
Dat gebeurt al zolang de mensheid landbouw bedrijft door
selectie en veredeling van gewassen. Daar komen nog een
betere bemesting en genetische manipulatie bij. Hoewel
deze ontwikkelingen met al hun risico's al jaren aan de
gang zijn, hebben ze het voedselprobleem niet kunnen voorkomen
of verhelpen. Een andere mogelijkheid zou zijn het landbouwoppervlak
op aarde te vergroten, waardoor er meer eetbare plantaardige
productie komt. Dit klinkt als een goede oplossing, maar
blijkt in de praktijk vooral ellende te veroorzaken. In
grote delen van Zuid-Amerika worden de oorspronkelijke
bosgebieden gekapt om plaats te maken voor weidegronden
voor het vee. Hiermee wordt het landbouwoppervlak vergroot,
maar de ontbossingen hebben desastreuze gevolgen voor
het gebied zelf, omdat hierdoor de grond sterk wordt geërodeerd.
Dat leidt weer tot dodelijke modderstromen, die hele dorpen
wegvagen. Op wereldschaal betekenen deze ontbossingen
vooral het uitsterven van allerlei dieren en planten,
waardoor sprake is van verlies van de biodiversiteit.
Het ongebreideld uitbreiden van landbouwareaal zal onvoldoende
oplossing geven voor de vraag naar voedsel.
Minder verlies in kringlopen
De tweede oplossing, minder verlies in de kringlopen
zelf, zou een aantrekkelijke optie zijn. Elke stap kost
nu 90% van de energie. Als dat verlies verlaagd kon
worden naar 50%, zou je plotseling vijf keer zoveel
voedsel op aarde hebben om mensen van te voeden als
nu. Helaas kunnen wij hier als mens niets aan veranderen:
de vertering van vetten, koolhydraten en eiwitten door
consumenten is gebonden aan natuurwetten die maar marginaal
kunnen worden veranderd.
Minder stappen in de kringloop
De eerder gemaakte rekensommen gaven al aan dat met
behulp van de derde mogelijkheid, het aantal stappen
in de kringloop verminderen, in theorie snel en eenvoudig
winst bij de voedselproductie is te halen. Als elke
opeenvolgende stap in de voedingskringloop een verlies
van go% van de geïnvesteerde energie betekent,
lijkt het eenvoudig om vooral veel elkaar opvolgende
voedingsstappen te vermijden. Dat betekent dat mensen
hun vleesconsumptie over de hele linie drastisch zouden
moeten verminderen. Vlees dat geproduceerd is door het
voeren van andere dierlijke eiwitten (vismeel, beendermeel,
eiwitten uit eieren) is daarmee natuurlijk helemaal
taboe geworden. Voedsel voor menselijke consumptie dient
vooral te bestaan uit de voedingsstoffen die de producenten,
de groene planten, maken, zodat per kilogram voedsel
de meeste mensen gevoed kunnen worden. Het WIP werkt
volgens die lijn. Het gaat uit van een voedselrantsoen
van 2100 kilocalorieën per mens per dag. Hier kan
hij gezond van leven en normaal bij werken. De voedselhulppakketten
zijn hierop gebaseerd. Ze bestaan uit granen (tarwe,
mais, sorghum, rijst), bonen en erwten, plantaardige
oliën, zout en suiker, met granen vermengd voedsel,
biscuit met veel energie en brood. Geen vlees, vis of
andere dierlijke producten. Het WFP stelt dat er bij
deze verdeling voldoende voedsel is voor iedereen!
Als de voedselbronnen efficiënter worden gebruikt en men vanaf vandaag geen vlees meer als voedsel zou
gebruiken, maar de energie die in veevoer gaat zitten
gebruikt voor menselijk eetbare gewassen, is het hongerprobleem
morgen verleden tijd.
Een schaamtevolle constatering.
