Rośliny przyspieszając fotosyntezę pomagają walczyć z nadmiarem dwutlenku węgla w atmosferze - donoszą szwedzcy naukowcy. To opóźnia globalne ocieplenie, ale go nie zatrzyma. Wszystko dlatego, że efekt, który udało się właśnie dokładnie zbadać zależy od temperatury i przy jej wzroście może ulec osłabieniu. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "Proceedings of the National Academy of Sciences". I sugeruje, by efekt włączyć do najnowszych modeli zmian klimatycznych.
Badacze z Umea University oraz Swedish University of Agricultural Sciences po raz pierwszy porównali procesy przemiany materii w historycznych i współczesnych próbkach roślin. Na tej podstawie odkryli, że rosnący w wyniku działalności człowieka poziom dwutlenku węgla doprowadził w XX wieku zarówno u dziko rosnących, jak i uprawnych roślin do istotnego przyspieszenia fotosyntezy. To pozwoliło nawet o jedną trzecią ograniczyć tempo wzrostu poziomu CO2 i... zwiększyć plony.
Niestety ten efekt w miarę jak klimat będzie się ocieplał prawdopodobnie zwolni. U większości roślin proces pochłaniania CO2 w drodze fotosyntezy jest bowiem osłabiany przez konkurencyjne zjawisko fotooddychania, przy którym rośliny pochłaniają tlen i wydzielają CO2. Tempo fotooddychania w miarę wzrostu temperatury przyspiesza, jeśli więc klimat stanie się cieplejszy, ochronne działanie roślin, które do tej pory wydaje się dominować, straci na znaczeniu.
Do niedawna badania reakcji roślin na wzrost zawartości CO2 w atmosferze w skali dziesięcioleci, czy stuleci wymagały symulacji opartych na wynikach badań prowadzonych w krótkiej skali czasu. Nie było metod, pozwalających wykrycie zmian przemiany materii w dłuższej skali - mówi szef zespołu badawczego, profesor Jürgen Schleucher z Umea University. Dzięki zastosowanej przez nas metodzie rekonstrukcji zmian metabolizmu w historycznych próbkach, dajemy podstawy do lepszego modelowania wpływu zmian środowiska na rośliny także w przyszłości - dodaje.
Spodziewaliśmy się, że zjawisko fotooddychania zmniejsza wydajność fotosyntezy. Teraz wiemy, że procesy te zostawiają niezatarte ślady, które możemy odczytać - tłumaczy współautor pracy, profesor John Marshall. Zjawisko dotyczy na tyle podstawowych procesów biochemicznych, że można go oczekiwać w większości roślin na Ziemi.
Badacze analizowali rośliny prowadzące fotosyntezę typu C3, których znaczenie jest największe. Z pomocą rezonansu magnetycznego badano między innymi różnice składu izotopowego glukozy w historycznych próbkach buraka cukrowego, pochodzących z lat 1890 - 2012. Różnice te są wyrazem związanych ze wzrostem ilości CO2 zmian tempa przemiany materii, nie zależą od metod uprawy, czy nawozów. Podobne zmiany wykazały badania torfowców rosnących w rejonach polarnych półkuli północnej, które maja istotne znaczenie dla globalnego pochłaniania CO2.
W tym samym numerze "Proceedings of the National Academy of Sciences" więcej na temat efektu fotooddychania piszą naukowcy z Princeton University. Ich zdaniem, kluczowe znaczenie będzie miało podniesienie temperatury nocą, kiedy rośliny konsumują wytworzone w dzień w procesie fotosyntezy cukry i wydzielają CO2. Ich badania wskazują, że średnia temperatura w tropikach podniosłą się od 1959 roku o nawet 0,6 stopnia Celsjusza. Nasilenie tego zjawiska może sprawić, że ogólna zdolność szaty roślinnej Ziemi do pochłaniania CO2 zacznie maleć.