Зерттеулер көрсеткендей, бізді қоршап тұрған бұталар, жүзім және ағаштар атмосферадан артық көміртекті сіңіруде маңызды рөл атқарады. Бірақ белгілі бір сәтте өсімдіктер көміртегінің көп мөлшерін қабылдайтыны сонша, олардың климаттың өзгеруімен күресудегі көмек қолдары азая бастайды. Бұл нақты қашан болады? Ғалымдар бұл сұраққа жауап іздеп жатыр.
20-ғасырдың басында өнеркәсіптік революция басталғаннан бері адам әрекетінен атмосферадағы көміртегінің мөлшері күрт өсті. Компьютерлік модельдерді пайдалана отырып, Trends in Plant Science журналында жарияланған авторлар бір уақытта фотосинтездің 30%-ға артқанын анықтады.
Австралиядағы Джеймс Кук университетінің зерттеу авторы және экофизиологы Лукас Чернусак: «Бұл қараңғы аспандағы жарық сәулесі сияқты», - дейді.
Ол қалай анықталды?
Чернусак және оның әріптестері 2017 жылғы экологиялық зерттеулердің деректерін пайдаланды, олар мұз өзектерінде және ауа үлгілерінде табылған карбонил сульфидін өлшеді. Көмірқышқыл газынан басқа, өсімдіктер табиғи көміртегі циклі кезінде карбонил сульфидті алады және бұл көбінесе жаһандық масштабта фотосинтезді өлшеу үшін қолданылады.
«Жердегі өсімдіктер шығарындыларымыздың шамамен 29%-ын сіңіреді, әйтпесе атмосферадағы СО2 концентрациясына ықпал етеді. Біздің модельді талдау көміртегі секвестрінің осы процесін жүргізудегі жердегі фотосинтездің рөлі басқа модельдер ұсынғаннан жоғары екенін көрсетті », - дейді Чернусак.
Бірақ кейбір ғалымдар карбонил сульфидті фотосинтезді өлшеу әдісі ретінде қолдануға сенімді емес.
Керри Сендалл - Оңтүстік Джорджия университетінің биологы, климаттың өзгеруі әртүрлі сценарийлерде өсімдіктердің қалай өсетінін зерттейді.
Өсімдіктердің карбонил сульфидін қабылдауы олар алатын жарық мөлшеріне байланысты өзгеруі мүмкін болғандықтан, Сендалл зерттеу нәтижелері «артық бағалануы мүмкін» дейді, бірақ ол сонымен бірге жаһандық фотосинтезді өлшеу әдістерінің көпшілігінде белгілі бір дәрежеде белгісіздік бар екенін айтады.
Жасыл және қалыңырақ
Фотосинтез қаншалықты өскеніне қарамастан, ғалымдар артық көміртегі өсімдіктерге тыңайтқыш қызметін атқарып, олардың өсуін тездететінімен келіседі.
«Ағаштардың жапырақтары тығыз, ал ағаш тығызырақ болғаны туралы дәлелдер бар», - дейді Чернусак.
Oak Ride ұлттық зертханасының ғалымдары сонымен қатар өсімдіктер CO2 деңгейінің жоғарылауына ұшыраған кезде жапырақтардағы кеуектер мөлшері арта түсетінін атап өтті.
Сендалл өзінің эксперименталды зерттеулерінде өсімдіктерді әдетте алатын көмірқышқыл газының екі есе көп мөлшеріне ұшыратты. Мұндай жағдайларда, Сендаллдың бақылаулары бойынша, жапырақ ұлпаларының құрамы шөпқоректілердің оларды жеуі қиындай түсетіндей өзгерді.
Кері нүкте
Атмосферадағы СО2 деңгейі артып келеді және ақырында өсімдіктер онымен күресе алмайды деп күтілуде.
«Көміртегі раковинасының атмосфералық СО2 көбеюіне реакциясы бүгінгі күнге дейін жаһандық көміртегі циклін модельдеудегі ең үлкен белгісіздік болып қала береді және бұл климаттың өзгеруі болжамындағы белгісіздіктің негізгі драйвері», - деп атап өтті Oak Ride ұлттық зертханасы өз веб-сайтында.
Өсіру немесе ауыл шаруашылығы үшін жерді тазарту және қазбалы отын шығарындылары көміртегі айналымына ең үлкен әсер етеді. Ғалымдар адамзат мұны тоқтатпаса, түбегейлі соққы болмай қоймайтынына сенімді.
Батыс университетінің экофизиологы Дэниел Уэй: «Көміртегінің көбірек шығарындылары атмосферада ұсталады, концентрациясы тез артады және сонымен бірге климаттың өзгеруі тезірек болады», - дейді.
Біз не істей аламыз?
Иллинойс университетінің және Ауыл шаруашылығы департаментінің ғалымдары өсімдіктерді гендік түрлендіру жолдарын тәжірибе жасап жатыр, осылайша олар көміртекті көбірек сақтай алады. Рубиско деп аталатын фермент СО2-ны фотосинтезге түсіруге жауапты және ғалымдар оны тиімдірек етуді қалайды.
Модификацияланған дақылдардың соңғы сынақтары рубисконың сапасын арттыру өнімділікті шамамен 40%-ға арттыратынын көрсетті, бірақ модификацияланған өсімдік ферментін үлкен коммерциялық ауқымда пайдалану он жылдан астам уақыт алуы мүмкін. Әзірге сынақтар тек темекі сияқты қарапайым дақылдарға жасалды және рубиско көміртекті ең көп бөлетін ағаштарды қалай өзгертетіні белгісіз.
2018 жылдың қыркүйегінде қоршаған ортаны қорғау топтары Сан-Францискода ормандарды сақтау жоспарын әзірлеу үшін жиналды, олар «климаттың өзгеруінің ұмытылған шешімі» дейді.
«Менің ойымша, саясаткерлер жер бетіндегі биосфера қазіргі уақытта тиімді көміртекті сіңіргіш ретінде жұмыс істейтінін мойындау арқылы біздің қорытындыларымызға жауап беруі керек», - дейді Чернусак. «Бірінші орындалатын нәрсе - ормандарды қорғау үшін шұғыл шаралар қабылдау, осылайша олар көміртекті секвестрлеуді жалғастыра алады және энергетика секторын декарбонизациялауға дереу кіріседі».