A tanulmányok azt mutatják, hogy a körülöttünk lévő cserjék, szőlők és fák abszolút fontos szerepet játszanak a légkörből származó felesleges szén elnyelésében. Ám egy bizonyos ponton a növények annyi szenet felvehetnek, hogy az éghajlatváltozás elleni küzdelemben segítő kezük apadni kezd. Ez pontosan mikor fog megtörténni? A tudósok erre a kérdésre próbálnak választ találni.
Amióta az ipari forradalom a 20. század elején elkezdődött, az emberi tevékenység által okozott szén mennyisége a légkörben az egekbe szökött. A Trends in Plant Science című folyóiratban publikált szerzők számítógépes modellek segítségével azt találták, hogy ugyanakkor a fotoszintézis 30%-kal nőtt.
„Olyan, mint egy fénysugár a sötét égen” – mondja Lukas Chernusak, a tanulmány szerzője és ökofiziológusa az ausztrál James Cook Egyetemről.
Hogyan határozták meg?
Chernusak és munkatársai 2017-es környezeti tanulmányok adatait használták, amelyek a jégmagokban és levegőmintákban talált karbonil-szulfidot mérték. A szén-dioxidon kívül a növények karbonil-szulfidot vesznek fel természetes szénciklusuk során, és ezt gyakran használják a fotoszintézis globális mérésére.
„A szárazföldi növények elnyelik kibocsátásaink mintegy 29%-át, ami egyébként hozzájárulna a légkör CO2-koncentrációjához. Modellünk elemzése azt mutatta, hogy a földi fotoszintézis szerepe a szénmegkötési folyamatban nagyobb, mint a legtöbb más modell javasolta” – mondja Chernusak.
Egyes tudósok azonban nem biztosak abban, hogy a karbonil-szulfidot használják a fotoszintézis mérésére.
Kerry Sendall a Georgia Southern University biológusa, aki azt tanulmányozza, hogyan nőnek a növények különböző éghajlatváltozási forgatókönyvek esetén.
Mivel a növények karbonil-szulfid-felvétele a kapott fény mennyiségétől függően változhat, Sendall szerint a tanulmány eredményeit "lehet túlbecsülni", de azt is megjegyzi, hogy a globális fotoszintézis mérésére szolgáló legtöbb módszer bizonyos fokú bizonytalansággal jár.
Zöldebb és vastagabb
Függetlenül attól, hogy a fotoszintézis mennyivel nőtt, a tudósok egyetértenek abban, hogy a felesleges szén trágyaként működik a növények számára, felgyorsítva növekedésüket.
„Bizonyítékok vannak arra, hogy a fák lombozata sűrűbbé vált, a fa pedig sűrűbb” – mondja Cernusak.
Az Oak Ride National Laboratory tudósai azt is megjegyezték, hogy amikor a növényeket megnövekedett szén-dioxid-kibocsátásnak teszik ki, megnő a pórusok mérete a leveleken.
Sendall saját kísérleti tanulmányai során a növényeket kétszer annyi szén-dioxidnak tette ki, mint amennyit általában kapnak. Ilyen körülmények között Sendall megfigyelései szerint a levélszövetek összetétele oly módon változott, hogy a növényevők nehezebben fogyaszthatták el őket.
A fordulópont
A légkör CO2-szintje emelkedik, és várhatóan végül a növények nem fognak tudni megbirkózni vele.
„A szén-elnyelőnek a légköri CO2 növekedésére adott válasza továbbra is a legnagyobb bizonytalanság a globális szénciklus-modellezésben, és ez az egyik fő hajtóereje a klímaváltozásra vonatkozó előrejelzések bizonytalanságának” – jegyzi meg honlapján az Oak Ride National Laboratory.
A szénciklusra a legnagyobb hatást a művelési vagy mezőgazdasági célú talajtisztítás és a fosszilis tüzelőanyag-kibocsátás gyakorolja. A tudósok biztosak abban, hogy ha az emberiség nem hagy fel ezzel, akkor elkerülhetetlen a fordulópont.
"Több szén-dioxid-kibocsátás fog csapdába esni a légkörben, a koncentráció gyorsan növekszik, ugyanakkor a klímaváltozás is gyorsabban fog bekövetkezni" - mondja Daniel Way, a Western University ökofiziológusa.
Amit tehetünk?
Az Illinoisi Egyetem és a Mezőgazdasági Minisztérium tudósai olyan módszerekkel kísérleteznek, amelyekkel genetikailag módosíthatják a növényeket, hogy még több szenet tárolhassanak. A rubisco nevű enzim felelős a CO2 megkötéséért a fotoszintézishez, és a tudósok ezt szeretnék hatékonyabbá tenni.
A módosított növényeken végzett legutóbbi kísérletek kimutatták, hogy a rubisco minőségének javítása körülbelül 40%-kal növeli a hozamot, de a módosított növényi enzim nagy kereskedelmi méretű alkalmazása több mint egy évtizedet is igénybe vehet. Eddig csak olyan közönséges növényeken végeztek teszteket, mint a dohány, és nem világos, hogy a rubisco hogyan változtatja meg a legtöbb szenet megkötő fákat.
2018 szeptemberében környezetvédelmi csoportok találkoztak San Franciscóban, hogy kidolgozzák az erdők megőrzésének tervét, amely szerintük „az éghajlatváltozás elfeledett megoldása”.
„Úgy gondolom, hogy a politikai döntéshozóknak úgy kell reagálniuk az eredményeinkre, hogy felismerik, hogy a földi bioszféra jelenleg hatékony szén-elnyelőként működik” – mondja Cernusak. „Az első lépés az, hogy azonnali lépéseket kell tenni az erdők védelmében, hogy azok továbbra is megköthessék a szén-dioxidot, és azonnal megkezdjék az energiaszektor szén-dioxid-mentesítését.”