2023’te Amazon Rainforest, kayıtlar başladığından beri en kötü şekilde kaydedilen kuraklığını yaşadı. Nehir seviyeleri önemli ölçüde düştü ve yoğun ısı ve su kıtlığı nedeniyle her seviyede bitki örtüsü bozuldu. Bu koşullarda, bitkiler, bir savunma mekanizması olarak işlev gören ve çevreleriyle iletişime yardımcı olan küçük, uçucu organik bileşikler – artan miktarda monoterpen salgılar. Çam gibi kokan a-pinen gibi bazı moleküller, enantiyomerler olarak bilinen ayna görüntüsü çiftleri olarak ortaya çıkar.
Bu iki formun oranı, bitkiler stres altındayken, örneğin ısı veya su kıtlığı nedeniyle ölçülebilir şekilde değişir. Max Planck Kimya Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, kuraklık döneminden önce, sırasında ve sonrasında Amazon’da bu oranın nasıl değiştiğini araştırdı. Araştırmaları şurada yayınlandı İletişim Dünya ve Çevre.
Sonuçlar, normal koşullar altında net bir oranın tutarlı bir şekilde ölçüldüğünü, ancak artan kuraklık stresi ile her zamankinden daha yüksek değerlere kaydırıldığını göstermektedir. Kuraklığın en aşırı fazında, iki a-pinen varyantının olağan oranı tersine döndü. Böylece, a-pinenin ayna molekülleri bize bir ekosistemin şu anda ne kadar stres olduğunu söyleyebilir.
Ölçüm kampanyası sırasında sahada bulunan Max Planck Kimya Enstitüsü’nden bir bilim adamı olan Giovanni Pugliese, “Örnekleri toplarken dayanılmazdı. Orman açıkça acı çekiyordu; yaprakları sararmıştı ve kuru kil toprağı çatlıyordu”.
2023’teki sorun, Eylül -Ekim kuru sezonunun bir El Niño etkinliğine denk gelmesiydi. Bu, küresel iklim salınımının bir parçasıdır ve El Niño modunda Amazon Havzası’na son derece düşük yağış ve yüksek sıcaklıklar getirir.
Yağmur ormanlarının derinliklerinde ölçümler
Manaus’un 150 kilometre kuzeydoğusunda, Amazon Tall Tower Gözlemevi’nin (ATTO) ölçüm istasyonunda, araştırmacılar doğrudan orman gölgesinde 24 metre yükseklikte hava örnekleri topladılar. Mainz’deki laboratuvarda, daha sonra kiral gaz kromatografisi uçuş-kütle-kütle spektrometrisi kullanılarak iki a-pinen formunun oranını belirlediler.
Max Planck Kimya Enstitüsü araştırmacısı ve çalışmanın ilk yazarı Joseph Byron, “İlk olarak, iki varyantın normal koşullar altında meydana gelme oranı belirledik.” Diyerek şöyle devam etti: “Daha sonra El Niño etkilenen kuru mevsim sırasında bu oranın nasıl değiştiğini ve daha sonra yavaşça normale döndüğünü gözlemledik.”
Hayatta kalma modunda bitkiler
Proje lideri Jonathan Williams bu bitki örtüsü tepkilerinden etkileniyor ve daha fazla açıklıyor: “Yağmur ormanlarının mevcut koşullara nasıl tepki verdiğini doğrudan havadan okuyabilmemiz şaşırtıcı. Kuraklığın en kötü kısmı sırasında, oranın öğlen ortasında döndüğünde, bitki örtüsünün yeterli olduğunu bildik, gözeneklerini durdurduğunu ve gözeneklerini engellemeyi durdurmak için kapattığını biliyorduk”.
Bu çalışma, bir serada yetiştirilen kapalı bir ormanda yapılan daha önceki deneysel kuraklık çalışmasına dayanmaktadır. Maksimum Planck araştırma ekibi daha sonra iki ayna görüntüsü molekülünün tesisteki farklı süreçlerle serbest bırakıldığını gösterdi. Fotosentezden hemen sonra bir α-pinen formu serbest bırakılırken, ayna molekülü bitki içindeki depolama havuzlarından gelir. İç mekan deneyi bu ilişkiyi ortaya çıkardı ve şimdi bu davranış Amazon yağmur ormanındaki gerçek dünyadaki aşırı kuraklık durumunda kaydedildi.
Amazon yağmur ormanları, dünyanın en büyük biyojenik uçucu bileşik kaynağıdır. A-pinen moleküllerinin oranını kullanarak, bu emisyonlar ve kuraklık koşulları altındaki değişiklikleri artık iklim modellerinde daha gerçekçi bir şekilde temsil edilebilir. Bu çok önemlidir çünkü araştırmacılar gelecekte daha sık ve şiddetli el niño ile ilgili kuraklıklar bekliyorlar.
