Bitkiler olası bir politik tartışma konusu haline geldi. Birçok projeksiyon fosil yakıtların yakılmasının ve sonuçta ortaya çıkan iklim değişikliğinin önümüzdeki yıllarda herkes için yeterli gıda yetiştirilmesini zorlaştıracağını öne sürün. Ancak bazı gruplar emisyonlarımızı sınırlamaya karşı çıktılar ileri sürmek daha yüksek karbondioksit (CO?) seviyeleri bitkilerin fotosentezini artıracak ve dolayısıyla gıda üretimini artıracaktır.
Yeni araştırmalar Bilimde yayınlanan artan CO2'nin etkilerini tahmin etmeyi öneriyor mu? bitki büyümesi üzerindeki seviyeler aslında herkesin beklediğinden daha karmaşık olabilir.
Araştırmacıların bulduklarını anlamak için fotosentez hakkında biraz arka plan bilgisi gerekiyor. CO'nun dönüşümünü sağlamak için ışık enerjisini kullanan süreç bu mu? bitki büyümesini besleyen ve sonuçta bağımlı olduğumuz gıdayı sağlayan şekerlere dönüşür. Ne yazık ki fotosentez kusurludur.
CO molekülleri? ve oksijen benzer şekillerdir ve bazen RuBisCO gibi akılda kalıcı bir isme sahip bir enzim olan CO?'yu toplayan temel mekanizmadır. Bir oksijen molekülünü CO ile karıştırır mısınız?. Bu bir problem değildi RuBisCO ilk geliştiğinde. Peki yaklaşık 30 milyon yıl önce CO? atmosferdeki seviyeler XNUMX'in altına düştü ne olduklarının üçte biri. Daha az CO ile mi? Bitkiler yanlışlıkla oksijen moleküllerini daha sık toplamaya çalıştılar. Günümüzde bu genellikle bir tesisin enerji ve kaynaklarının önemli ölçüde tüketilmesi anlamına gelmektedir.
RuBisCO ısındıkça hatalara daha açık hale geliyor. Su ayrıca daha hızlı buharlaşarak bitkileri kurumayı önlemek için önlem almaya zorlar. Ne yazık ki yapraklarından suyun çıkmasını durdurmak aynı zamanda CO'yu da durduruyor mu? içeri giriyor ve RuBisCO CO25'den mahrum kaldıkça, bunun yerine oksijen kullanarak tesisin kaynaklarının giderek daha fazlasını israf ediyor. XNUMX°C'de bu, tesisin ürettiğinin dörtte birini tüketebilir ve sorun daha da ciddi hale gelir sıcaklıklar yükseldikçe.
Ancak, bazı bitkiler sorunu önlemek için bir yol geliştirdi CO pompalayarak mı? Fotosentezi turboşarj etmek için RuBisCO'nun bulunduğu hücrelere. Bunu yapamayan normal C4 bitkilerinin aksine, bunlar C3 bitkileri olarak bilinir. C4 bitkileri özellikle sıcak ve kuru koşullarda çok daha verimli olabilir. Dünyanın tropikal otlaklarına hakim olmaya geldiler. 5m - 10m yıl önceMuhtemelen, bu zamanda dünyanın daha kuru olması ve su kullanımı daha verimli.
Mısır (mısır) ve şeker kamışı C4 bitkileridir, ancak çoğu ürün değil, başlangıçta Bill ve Melinda Gates Vakfı tarafından finanse edilen bir proje pirinçte verimi artırmak için çaba sarf etmiş olsa da C4 makineleri ekleyerek.
Bitki büyümesinin ve ürün veriminin nasıl olduğu hakkında çoğu model CO'dan etkilenecek mi? Fosil yakıtların yakılmasıyla açığa çıkan veriler, normal C3 tesislerinin daha iyi performans gösterebileceğini varsaymıştır. Bu arada, C4 tesislerindeki RuBisCO zaten yeterince CO alıyor mu? dolayısıyla artışların onlar üzerinde çok az etkisi olacaktır. Bu tarafından desteklenmiştir önceki kısa vadeli çalışmalar.
Yeni Bilim makalesi, C3 ve C4 tesislerini karşılaştıran bir projeden elde edilen verileri rapor ediyor. Geçtiğimiz 20 yıl. Bulguları şaşırtıcı. Beklendiği gibi, ilk on yıl boyunca C3 otları ekstra CO4 altında mı yetiştirildi? daha iyisini yaptı ancak C3 eşdeğerleri başaramadı. Ancak deneyin ikinci on yılında durum tersine döndü ve C4 bitkileri daha yüksek COXNUMX seviyeleri altında daha az biyokütle üretti. ve CXNUMX tesisleri daha fazlasını üretiyor.
Bu şaşırtıcı sonucun zaman geçtikçe olabileceği anlaşılıyor. daha az azot mevcuttu C3 alanlarındaki bitkilerin büyümesini ve C4 alanlarındaki büyümeyi gübrelemek. Dolayısıyla, etki sadece bitkilerin kendisinden değil, aynı zamanda toprak ve mikroplarıyla olan etkileşimlerinden de kaynaklanıyordu.
Bu sonuçlar CO'daki değişimin nasıl olduğunu gösteriyor? Yerleşik ekosistemleri etkilemenin karmaşık olması ve tahmin edilmesi zor olması muhtemeldir. CO olarak bunu ima edebilirler mi? atmosferdeki artışlar nedeniyle C4 tropikal otlaklar belki de daha fazla karbon emer beklenenden daha fazla ve ağırlıklı olarak C3 olan ormanlar, daha az emebilir. Fakat asıl resmin yerel koşullara bağlı olması muhtemel.
Gıda üzerindeki etki
Bunun gıda üretimi için ne anlama geldiği ilk bakışta olduğundan daha basit ve daha az rahat olabilir. Bu sonuçlar, her yıl hayatta kalan ve büyümeye devam eden otlardan alınmıştır. Ancak mevcut tahıl bitkileri, bir mevsimden sonra ölen ve ekilmesi gereken “yıllık bitkiler” dir.
Sonuç olarak, deneyde C4 bitkilerinin büyümesini artırdığı görülen toprak etkileşimlerini oluşturma fırsatına sahip değiller. Gıda güvenliği sorunlarımızın CO4'ye tepki olarak C3 mahsul veriminin artmasıyla çözülmesini bekleyemeyiz, değil mi? deneyde yaptıkları gibi. Benzer şekilde, C3 alanlarında görülen biyokütledeki nihai düşüş, CXNUMX yıllık mahsullerinde gerçekleşmemelidir.
Ancak bildiğimiz gibi, C3 bitkileri yüksek sıcaklıklarda çok daha fazla kaynak israfına neden olur, peki artan COXNUMX nedeniyle fotosentezde herhangi bir artış olur mu? seviyeleri muhtemelen öyle görünüyor en azından iptal edildi tarafından küresel ısınmanın etkileri neden olur. Ve bu gibi yağmur düzenlerinde değişiklik faktörü olmadan daha sık kuraklık. Gerçek olamayacak kadar iyi görünen çözümler genel olarak gerçek olamayacak kadar iyi görünüyor ve şu an için CO fikri için de durum böyle görünüyor? artan mahsul verimi dünyayı besleyecek.
Ancak bildiğimiz gibi, C3 bitkileri yüksek sıcaklıklarda çok daha fazla kaynak israfına neden olur, peki artan COXNUMX nedeniyle fotosentezde herhangi bir artış olur mu? seviyeleri muhtemelen öyle görünüyor Yazar hakkında
Stuart Thompson, Bitki Biyokimyası Kıdemli Öğretim Üyesi, Westminster Üniversitesi
Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.
İlgili Kitaplar
at InnerSelf Pazarı ve Amazon
