Tilbage-til-fremtiden-planter giver indsigt i klimaændringer

Hvis du skulle tage et frø og zappe det ind i fremtiden for at se, hvordan det vil reagere på klimaændringer, hvor realistisk kan den forudsigelse være? Trods alt, frø, der faktisk vokser i fremtiden, vil have gennemgået generationer af genetiske ændringer og tilpasninger, som disse "tidsrejsende" frø ikke oplever.

Forskere fra University of California, Davis, og University of Southampton i Storbritannien undersøger det spørgsmål i en undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Global forandringsbiologi . De fandt ud af, at specialiserede udendørslaboratorier mere ligner det, der sker i naturen, end man tidligere har antaget.

Om FACE

Atmosfærisk kuldioxid har været støt stigende siden den industrielle revolution og er nu på den højeste koncentration, jorden har set i flere millioner år. Forskere har undersøgt, hvordan planter sandsynligvis vil reagere på fremtidige klimaændringer ved udendørs faciliteter kaldet Free Air CO ₂ berigelse (FACE), hvor marker med afgrøder sprænges med luft indeholdende øgede mængder kuldioxid.

Forfatterne af undersøgelsen sammenlignede planteresponser på FACE-faciliteter med planteresponser på tværs af 11 naturligt forekommende, høj CO ₂ fjedre. Planter ved disse kilder overlever ekstremt høje koncentrationer af kuldioxid, op til 1, 000 ppm i nogle områder, i mange år over flere generationer.

"Resultaterne siger, ret overraskende, at ja, alle de eksperimenter, vi har lavet i FACE-faciliteter, giver os en ret god idé om, hvordan planter sandsynligvis vil reagere i fremtiden, " sagde den tilsvarende forfatter Gail Taylor, en UC Davis professor og formand for Institut for Plantevidenskab.

Global grønning kan fortsætte

Og hvordan vil planter sandsynligvis reagere? Positivt, sagde Taylor. Men der er en stor advarsel.

Som en isoleret faktor, høj CO ₂ koncentrationer forventes at resultere i mere plantevækst og fortsat global grønnere. Alligevel kan tørke og høje temperaturer - som begge forventes at stige under fremtidige klimafremskrivninger - begrænse denne vækst.

"Hvis planter udsættes for højere temperaturer og tørke, der vil sandsynligvis være negative konsekvenser, samlet set, så det er en afvejning, " sagde Taylor. "Men vores analyse giver os tillid til, at planter sandsynligvis vil blive ved med at reagere positivt på stigende CO ₂ hvis ingen andre klimatiske faktorer er begrænsende."

Med stigende CO ₂ , afgrødeudbyttet forventes at stige på nordlige breddegrader, men kan falde tættere på ækvator. Californien forventes at opleve lavere afgrødeudbytte på grund af vandbegrænsninger og høje temperaturer, mens du var i Storbritannien, indvirkningen på afgrøder vil være varierende.

De fleste af FACE-eksperimenterne har koncentreret sig om råvareafgrøder som sojabønner, majs, hvede og ris. Specialafgrøder, ligesom nødderne, frugt og grøntsager dyrket i Californien, er ikke blevet undersøgt i FACE faciliteter endnu, men Taylor håber på at ændre det.

Fremtid med højere kulhydrater?

Mens undersøgelsen ikke analyserede virkningerne af stigende kuldioxid på afgrødens kvalitet eller ernæring, det tydede på, at nogle afgrøder kan have højere kulhydratindhold under fremtidige forhold.

"Analysen viser, at det er muligt at teste nye sorter af planter i FACE-eksperimenter, før det er afgørende, at de præsterer i den bredere verden, " sagde Taylor. "Disse 'tidsrejsende' planter, der bevæger sig frem og tilbage på tværs af årtierne, kan være ekstremt værdifulde til at forstå, hvordan planter sandsynligvis vil reagere på de ændringer, der forventes som en konsekvens af menneskeskabte klimaændringer."