05. august 2015

Hvor mange planter skal der til for at et menneske kan leve?

Planter

Hvor mange planter skal der til for at et menneske kan leve, spørger Bo Lund.

Det er meget svært at give et kort og præcist svar på det spørgsmål. Men jeg kan da komme med et par bud, som er meget forskellige, og som bygger på helt forskellige antagelser.

Vi kan fx begynde med at betragte planter som fødevarer og dermed som kilder til den energi, vi skal bruge. Energi bruger vi fx til at holde varmen og til at bevæge os, men den bruges også i mange andre kemiske reaktioner i kroppen, som hele tiden skal holdes ved lige – eller med andre ord er nødvendige for, at vi kan (over)leve.

Energi kan give sig udtryk på mange måder, men forskerne har valgt at måle den i enheder, man kalder kalorier. En kalorie svarer til den energi, der skal til for at varme et gram vand op med en grad celsius (sådan omtrent ved normale temperaturer og normalt lufttryk, men det er en længere historie). I dag foretrækker mange at bruge enheden joule, hvor 1 kalorie cirka svarer til 4,2 joule.

Et voksent menneske med et job uden den helt store fysiske aktivitet skal indtage omkring 2.500.000 kalorier om dagen (10.500.000 joule). Hvis vi kender energiindholdet i de plantedele, vi spiser, fx frugter, frø, stængler eller rødder, kan vi begynde at regne baglæns.

I en artikel, hvor man har målt hvedeplanters frødannelse, kan jeg se, at en enkelt plante typisk giver et gram korn, som kan høstes. Energiindholdet i hvedekorn er cirka 3400 kalorier per gram. Så et voksent menneske skal altså hver dag spise kornene fra omkring 735 hvedeplanter, og på et helt år bliver det til næsten 270.000 planter! Det lyder måske af meget, men det er sådan cirka, hvad der kan sås på et areal svarende til en almindelig parcelhusgrund.

Men vi kan ikke leve af en eneste planteart, vi ville fx hurtigt komme til at mangle vitaminer og aminosyrer (som vi skal bruge til vores proteiner) og få en masse mangelsygdomme. Skulle vi leve udelukkende af planter, ville det kræve en velgennemtænkt kost med mange forskellige arter, og så bliver det straks meget sværere at komme med et svar på dit spørgsmål.

Man kunne jo også forestille sig, at man spiste planterne indirekte ved at bruge dem som foder til husdyr, som vi så slagtede og spiste, og så skal der mange flere planter til for at opretholde livet. Og så skal man endelig huske, at nogle af hvedekornene naturligvis skal lægges til side til næste års høst, så man skal så mere, end man kan spise.

Men det er jo ikke kun energi, vi får fra planterne. Vi får også ilt, som nærmest er et restprodukt ved planternes fotosyntese, og uden ilt ville vi dø. Visse bakterier og alger danner også ilt ved fotosyntese, men her koncentrerer vi os om planter, vi kan spise, fx hvede.

Ilten dannes ved indviklede kemiske reaktioner, når særlige molekyler i planterne rammes af lys, samtidig med, at planterne optager kuldioxid fra luften. Hvor meget, der dannes, afhænger fx af lysets sammensætning og intensitet samt af temperaturen.

Et menneske på omkring 80 kg, der ikke anstrenger sig alt for meget, bruger måske 500 liter ren ilt om dagen (det svarer til cirka 0,7 kg ilt). Der findes mange videnskabelige artikler, hvor man har målt planters fotosyntese, men det er som regel sat i forhold til deres indhold af kulstof, deres vægt, eller hvor tæt de står plantet, og det er svært at finde nogle gode tal for, hvor meget ilt en hel plante danner om dagen. Men man kan mange steder på nettet finde tallet 0,005 liter ilt per blad per time, eller 0,12 liter per blad per dag. For at holde liv i et menneske på 80 kg skal vi altså bruge 500 divideret med 0,12 blade, dvs. cirka 4200 blade.

Hvis alle disse beregninger også skulle gælde hvede (hvad jeg næsten er sikker på, de ikke gør), så vil det kræve mindst 1000 hvedeplanter, hvis de har 4-5 blade hver. Men hvedeplanterne bruger også ilt, de trækker vejret ligesom vi gør, og de bruger måske 40 procent af den ilt, de selv har dannet, så vil skal nok snarere have 1500 planter – og nok gerne mange flere for at være på den sikre side.

Og dem må vi endelig ikke spise, så ud over de 270.000 planter, vi kan spise af, og dem, hvis frø vi lægger til side til næste høst, skal vi altså også sørge for året rundt at holde liv i nogle tusind planter, hvis vi ikke skal blive kvalt. Men alt i alt ser det ud til, at det alt sammen kan rummes i en stor køkkenhave eller på en meget lille mark.

Eller måske på et rumfartøj? Man har dyrket planter, fx hvede, på både den russiske rumstation Mir og på den internationale rumstation ISS. Målene med forsøgene har både været at undersøge, hvor gode planterne er til at fjerne kuldioxid fra luften og danne ny ilt, og om man kan gøde dem med afføring og urin fra astronauterne. Endelig er man selvfølgelig interesseret i at bruge planterne som under de lange rumrejser, vi nok kommer til at gennemføre en gang i fremtiden.