Ученые обнаружили, что деревья в более теплом и сухом климате отправляют гораздо больше СО2 в атмосферу и хуже забирают этот газ из нее, чем деревья в прохладных и влажных условиях. Это усугубляет ситуацию с повышенным содержанием углекислого газа в атмосфере. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.В процессе фотосинтеза деревья удаляют CO2 из атмосферы. В рамках другого важного процесса их жизнедеятельности, фотодыхания, они выделяют CO2 обратно. Фотодыхание активируется в зависимости от окружающих условий, таких как высокая интенсивность света, стресс и недостаток углерода для фотосинтеза. До сих пор непонятно, влияет ли на фотодыхание изменение климата или условия в конкретном месте на Земле. Однако эти данные могут быть важны для предсказания выбросов парниковых газов в будущем.До сих пор скорость фотодыхания можно было измерить в режиме реального времени только с использованием живых растений или хорошо сохранившихся мертвых экземпляров. Однако такой подход был недостаточно подробным и не позволял выяснить все аспекты процесса. Сейчас же ученые предложили новый способ измерения показателей фотодыхания по обнаружению специальных изотопов, метоксильных групп, в древесине. Большинство метоксильных связей C–H образуются либо во время фотодыхания, либо в цикле Кальвина (одном из этапов фотосинтеза). Таким образом, изотопный состав метоксильных групп может быть чувствителен к соотношению этих процессов. Чтобы сделать выводы об изменении параметров фотодыхания, исследователи измеряли, как менялось содержание изотопов в зависимости от температуры и доступности воды для деревьев. Образцы древесины ученые взяли из архива Калифорнийского университета в Беркли, который содержит сотни материалов, собранных в 1930-х и 1940-х годах.«База данных изначально использовалась для обучения лесников распознаванию деревьев из разных мест по всему миру, поэтому мы перепрофилировали ее, чтобы реконструировать эти леса и посмотреть, насколько хорошо они поглощают CO2», — рассказал Макс Ллойд из Пенсильванского университета.Исследователи обнаружили, что скорость фотодыхания в два раза выше в более теплом и сухом климате. Содержание изотопа начинало увеличиваться при температуре 18–20 °С и концентрации СО2 280–1000 ppm. Результаты усложняют широко распространенное мнение о роли растений в поглощении или использовании углерода из атмосферы и обеспечивают новое понимание того, как растения могут адаптироваться к изменению климата. Исследователи отметили, что по мере потепления климата растения могут хуже вытягивать CO2 из атмосферы, из-за чего парниковый газ будет сильнее накапливаться и нагревать планету. В настоящее время растения поглощают около 25% CO2, выбрасываемого в результате человеческой деятельности каждый год, но этот процент, вероятно, снизится в будущем по мере потепления климата.В дальнейшем команда исследователей планирует выяснить скорость фотодыхания десятки миллионов лет назад, используя окаменелую древесину. Метод по обнаружению изотопов поможет проверить существующие гипотезы относительно изменения влияния фотодыхания растений на климат.Автор: Анна Гуль.
«Отключение» белка AC3-AT поможет в борьбе с ожирением