Efterhånden som klimaet ændrer sig, planter suger måske ikke kulstof fra luften hurtigt nok

Nuværende klimaændringsmodeller overvurderer muligvis, hvor meget kuldioxid planter kan suge fra atmosfæren.

Takket være molekylær forskning i fotosyntese udført på MSU-DOE Plant Research Laboratory (PRL), ikke-MSU atmosfæriske videnskabsmænd har indregnet en mindre forstået fotosyntetisk begrænsning i deres modeller.

Resultatet:modeller tyder på, at atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer kan stige hurtigere end tidligere forventet.

Fotosyntese understøtter livet på Jorden. Fotosyntetiske organismer fanger kuldioxid fra atmosfæren og behandler det gennem en række reaktioner kendt som Calvin-Benson-cyklussen.

Specifikt, kulstoffet bruges til at lave triosefosfat, et molekyle, der til sidst bliver til saccharose, energivalutaen, der driver planter og fødekæden over dem. Processen omtales som TPU (triosefosfatudnyttelse).

Men der er en grænse for, hvor meget kulstof planter kan bruge.

"Når fotosyntesen får for meget kuldioxid, det kan ikke forarbejde det til sukker hurtigt nok, " siger Tom Sharkey, Universitetspræst professor ved PRL. "Fotosyntese kan ikke uendeligt øge dens produktivitetsniveauer. Den når et loft, og mere kuldioxid hjælper ikke. Faktisk, planter optager undertiden mindre kuldioxid, når niveauerne stiger i atmosfæren. "

"Nogle af vores PRL-laboratorier har studeret de molekylære baser for denne TPU-begrænsning, " Tom tilføjer. "De atmosfæriske videnskabsmænd henvendte sig til mit laboratorium for korrekt at indarbejde denne begrænsning i deres model. Som resultat, vi så en hurtig stigning i kuldioxid i modellen."

For eksempel, da forskerne antog, at TPU-begrænsningen var fordoblet, yderligere begrænsning af fotosyntesen, modellerne viste, at 9 gigaton kul ville forblive i atmosfæren i 2100, i stedet for at gå i planter.

"Prognosen er mere alarmerende, end vi tidligere troede. Vi er nødt til bedre at forstå TPU-begrænsning, fordi det påvirkes af mange faktorer. Indtil nu, vi ved, at begrænsningen er værre ved høje lysniveauer, når temperaturerne er koldere, og ved høje kuldioxidniveauer, " siger Tom.

"Tempeten er, at planters evne til at hjælpe os med at kontrollere atmosfæriske kuldioxidniveauer er svagere, end vi troede."

Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Miljøforskningsbreve .