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.org
Natuur & 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 voedsel bronnen 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.