Eski ağaçlar, son buzul çağında daha az verimli ‘nefes alarak’ Dünya’nın iklimini düzenlemede önemli bir rol oynamış olabilir.
Penn State’den bir araştırmacı tarafından yürütülen ve 2013’te yayınlanan yeni bir çalışma Doğa Jeolojisibitkilerin düşük karbon dioksite (CO) nasıl tepki verdiğini anlamak için Kuzey Amerika’nın dört bir yanındaki fosil altı ağaçtaki veya korunmuş ağaçlardaki kimyasal parmak izlerini inceledi.2) yaklaşık 20.000 yıl önceki son buzul döneminin seviyeleri ve daha soğuk sıcaklıkları.
Araştırmacılar bunu sıcaklık ve CO olarak buldular.2 seviyeler düştü, birçok bölgedeki ağaçlar fotorespirasyonlarını artırdı; bu, bitkiler için zorlu nefes almaya benzer bir süreç ve onların potansiyel olarak enerji israfına ve karbondioksiti atmosfere geri saldıklarına dair bir işaret.
CO salınımının artması2 Bitkilerin hayatta kalabilmesi için atmosferde yeterli karbon olacak şekilde iklimi istemeden yeterince sıcak tutmuş olabilir; bu da Dünya’nın çevresini yaşanabilir tutmaya yardımcı olan bir tür doğal el freni görevi görüyor.
“İklim değiştikçe neler olacağını ileriyi düşündüğümüzde, büyük soru şu: Eğer atmosferik CO2’yi artırmaya devam edersek.2Bitki dünyası nasıl tepki verecek?” dedi Penn State’deki jeoloji bilimleri profesörü ve makalenin başyazarı Max Lloyd.
“İklimdeki değişiklikler ile biyosferdeki tepkiler arasında açık bir bağlantı bulduk. Atmosferdeki CO2 olarak2 seviyeleri ve sıcaklıklar düştü, birçok tesis karbonu sabitleme konusunda daha az verimli hale geldi ve bu da CO’nun daha fazla çekilmesini yavaşlattı.2 atmosferden. Yeni anlamaya başladığımız doğal bir geri bildirim döngüsü var.”
Yaklaşık 115.000 ila 12.000 yıl önce süren son buzul çağında bitkilerin nasıl ilerlediğini incelemek için Lloyd ve meslektaşları, eski ağaçlardaki fotosolunum oranlarını yeniden oluşturmak için yeni bir teknik kullandılar.
Fotorespirasyon, bitkilerin oksijen alıp karbondioksit saldığı, esas olarak fotosentez işinin bir kısmını geri alan, bitkilerin güneş ışığı ve karbondioksitten enerji ürettiği süreç olan süreçtir.
Yeni teknik, ahşapta kümelenmiş izotoplar adı verilen çok sayıda nadir türe sahip molekülleri ölçen kimyasal bir işlem kullandı. Lloyd, izotopların benzer kimyasal özelliklere ancak farklı fiziksel özelliklere sahip olduğunu ve kümelenmiş izotopların fotorespirasyon için parmak izi gibi davrandığını açıkladı.
Buzul dönemindeki ağaçlardan alınan izotop analizlerini modern ağaçlarla karşılaştıran ekip, buzul çağındaki daha sıcak bölgelerdeki ağaçların modern benzerlerine göre daha yüksek fotorespirasyon oranlarına sahip olduğunu buldu.2 Son buzul çağındaki seviyeler bitki verimliliğini önemli ölçüde engelledi, odun ve toprakta depolayabilecekleri karbon miktarını azalttı ve bitkileri sıkıntıya soktu.
Araştırmadaki önemli örneklerden bazıları, araştırmacıların katran içinde korunmuş antik ardıç ağacını analiz ettiği Güney Kaliforniya’daki La Brea Katran Çukurlarından geldi. Ekip örneklerde fotorespirasyonun arttığına dair açık işaretler buldu; bu da ağaçların CO2 saldığı anlamına geliyor2 neredeyse onu çıkardıkları kadar hızlı bir şekilde atmosfere geri döndüler.
La Brea Katran Çukurları ve Müzesi müdür yardımcısı ve makalenin ortak yazarı Regan Dunn, “La Brea Katran Çukurları’ndaki nispeten az çalışılmış bitki fosilleri, bitkilerin iklim değişikliğine karşı yalnızca geçmişte değil gelecekte de tepkilerini anlamak için mükemmel bir kaynaktır” dedi. “Bu eski bitkilerin bize söyleyebileceklerinin yalnızca yüzeyini çiziyoruz.”
Lloyd, bulguların, önceki çalışmaların neden atmosferik karbondioksit seviyelerinin buzul dönemlerinde hiçbir zaman milyonda 185 ila 210 parça eşiğinin altına düşmediğini bulduğunu açıklamaya yardımcı olduğunu söyledi.
Lloyd, “Bildiğimiz kadarıyla, artan fotorespirasyonun atmosferdeki karbondioksitin on binlerce yıl önce bu seviyelerde tutulmasına yardımcı olduğu yönünde uzun süredir devam eden hipotezi ilk kez test edebildik.” dedi. “Bunu test etmek, o sırada gerçekten büyüyen ağaçların ölçümlerini yapmayı gerektiriyordu.”
Fotorespirasyonun atmosferde ne kadar karbon bulunduğunun önemli bir kontrolü olduğunu ekledi. İklim senaryolarını modelleme konusunda aciliyet duygusunun olduğu bir dönemde Lloyd, bitkilerin atmosfer üzerindeki etkisini anlamanın ve hesaba katmanın hayati önem taşıdığını söyledi. İleriye bakmanın bir yolu geçmişe dönmek ve Dünya’nın biyosferinin daha önceki iklim stresi dönemlerinde kendi kendini nasıl düzenlediğini incelemektir.
Lloyd, “İklimlerin nispeten hızlı değiştiği bir zamana bakarak, bitkilerin dünyalarındaki dramatik değişikliklere nasıl tepki verdiğini anlamaya çalışıyoruz” dedi.
