Drveće se bori da odvoji ugljen-dioksid (CO 2) koji zadržava toplotu u toplijim, sušnijim klimama, što znači da više ne mogu da služe kao rešenje za nadoknađivanje ugljičnog otiska čovečanstva dok se planeta nastavlja da se zagreva, prema novoj studiji koju je vodio Penn.
„Otkrili smo da drveće u toplijoj i sušoj klimi u suštini kašlje umesto da diše“, rekao je Maks Lojd, pomoćnik profesora geonauka u Penn Stejtu i glavni autor studije nedavno objavljene u Proceedings of the National Academy of Sciences. „Oni šalju CO 2 pravo nazad u atmosferu mnogo više nego drveće u hladnijim, vlažnijim uslovima.“
Kroz proces fotosinteze, drveće uklanja CO 2 iz atmosfere da bi proizvelo novi rast. Ipak, pod stresnim uslovima, drveće oslobađa CO 2 nazad u atmosferu, proces koji se naziva fotorespiracija. Analizom globalnog skupa podataka o tkivu drveća, istraživački tim je pokazao da je stopa fotorespiracije do dva puta veća u toplijim klimama, posebno kada je voda ograničena.
Otkrili su da prag za ovaj odgovor u suptropskim klimama počinje da se prelazi kada prosečne dnevne temperature pređu otprilike 68 stepeni Farenhajta i pogoršavaju se kako temperature dalje rastu.
Rezultati komplikuju široko rasprostranjeno uverenje o ulozi biljaka u pomaganju u povlačenju – ili korišćenju – ugljenika iz atmosfere, pružajući novi uvid u to kako bi se biljke mogle prilagoditi klimatskim promenama. Važno je da su istraživači primetili da kako se klima zagreva, njihovi nalazi pokazuju da bi biljke mogle biti manje sposobne da izvlače CO 2 iz atmosfere i da asimiluju ugljenik neophodan da pomognu da se planeta ohladi.
„Izbacili smo ovaj suštinski ciklus iz ravnoteže“, rekao je Lojd. „Biljke i klima su neraskidivo povezane. Najveći gubitak CO 2 iz naše atmosfere su organizmi koji fotosintezuju. To je velika tačka u sastavu atmosfere, tako da to znači da male promene imaju veliki uticaj.“
Biljke trenutno apsorbuju oko 25% CO 2 koji se emituju ljudskim aktivnostima svake godine, prema američkom Ministarstvu energetike, ali će se ovaj procenat verovatno smanjiti u budućnosti kako se klima zagreva, objasnio je Lojd, posebno ako je vode manje.
„Kada razmišljamo o klimatskoj budućnosti, predviđamo da će CO2 rasti, što je u teoriji dobro za biljke jer su to molekuli koje udišu“, rekao je Lojd. „Ali pokazali smo da će doći do kompromisa koji neki preovlađujući modeli ne uzimaju u obzir. Svet će postati topliji, što znači da će biljke biti manje sposobne da crpe taj CO 2 .“
U studiji, istraživači su otkrili da varijacije u obilju određenih izotopa u delu drveta zvanom metoksil grupe služe kao trag fotorespiracije na drveću. O izotopima možete razmišljati kao o vrstama atoma, objasnio je Lojd. Kao što možda imate verzije sladoleda od vanile i čokolade, atomi mogu imati različite izotope sa sopstvenim jedinstvenim „ukusima“ zbog varijacija u njihovoj masi.
Tim je proučavao nivoe metoksil „arome“ izotopa u uzorcima drveta sa tridesetak primeraka drveća iz različitih klimatskih uslova i uslova širom sveta kako bi primetio trendove fotorespiracije. Uzorci su došli iz arhive na Univerzitetu Kalifornije u Berkliju, koja sadrži stotine uzoraka drveta prikupljenih 1930-ih i 40-ih godina.
„Baza podataka je prvobitno korišćena za obuku šumara kako da identifikuju drveće sa različitih mesta širom sveta, pa smo je prenamenili da suštinski rekonstruišemo ove šume da vidimo koliko dobro prihvataju CO 2“, rekao je Lojd.
Do sada su se stope fotorespiracije mogle meriti samo u realnom vremenu korišćenjem živih biljaka ili dobro očuvanih mrtvih primeraka koji su zadržali strukturne ugljene hidrate, što je značilo da je bilo skoro nemoguće proučiti brzinu kojom biljke izvlače ugljenik na nivou ili u prošlosti, Lloid je objasnio.
Sada kada je tim potvrdio način da se posmatra stopa fotorespiracije pomoću drveta, on je rekao da bi metoda mogla ponuditi istraživačima alat za predviđanje koliko dobro drveće može „disati“ u budućnosti i kako se ponašalo u prošlim klimatskim uslovima.
Količina ugljen-dioksida u atmosferi brzo raste; već je veća nego u bilo kom trenutku u poslednjih 3,6 miliona godina, prema Nacionalnoj administraciji za okeane i atmosferu. Ali taj period je relativno noviji u geološkom vremenu, objasnio je Lojd.
Tim će sada raditi na otkrivanju stope fotorespiracije u drevnoj prošlosti, do pre desetina miliona godina, koristeći fosilizovano drvo. Metode će omogućiti istraživačima da eksplicitno testiraju postojeće hipoteze u vezi sa promenljivim uticajem fotorespiracije biljaka na klimu tokom geološkog vremena.
„Ja sam geolog, radim u prošlosti“, rekao je Lojd. „Dakle, ako smo zainteresovani za ova velika pitanja o tome kako je ovaj ciklus funkcionisao kada je klima bila veoma drugačija od današnje, ne možemo da koristimo žive biljke. Možda ćemo morati da se vratimo milionima godina unazad da bismo bolje razumeli šta bi naša budućnost mogla izgledati.“
