Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ բացարձակապես բոլոր թփերը, խաղողի որթերը և ծառերը, որոնք շրջապատում են մեզ, կարևոր դեր են խաղում մթնոլորտից ավելորդ ածխածնի կլանման գործում: Բայց ինչ-որ պահի բույսերը կարող են այնքան շատ ածխածին ընդունել, որ կլիմայի փոփոխության դեմ պայքարում նրանց օգնության ձեռքը սկսում է պակասել: Սա կոնկրետ ե՞րբ տեղի կունենա: Գիտնականները փորձում են այս հարցի պատասխանը գտնել։
Սկսած 20-րդ դարի սկզբին Արդյունաբերական հեղափոխությունից ի վեր, մթնոլորտում ածխածնի քանակությունը, որն առաջանում է մարդու գործունեության հետևանքով, կտրուկ աճել է: Օգտագործելով համակարգչային մոդելներ՝ հեղինակները, որոնք հրապարակվել են Trends in Plant Science ամսագրում, պարզել են, որ միևնույն ժամանակ ֆոտոսինթեզն աճել է 30%-ով։
«Դա նման է լույսի ճառագայթի մութ երկնքում», - ասում է Ավստրալիայի Ջեյմս Քուք համալսարանի հետազոտության հեղինակ և էկոֆիզիոլոգ Լուկաս Չերնուսակը:
Ինչպե՞ս որոշվեց։
Չերնուսակը և գործընկերները օգտագործել են 2017 թվականի բնապահպանական ուսումնասիրությունների տվյալները, որոնք չափել են սառցե միջուկներում և օդի նմուշներում հայտնաբերված կարբոնիլ սուլֆիդը: Բացի ածխածնի երկօքսիդից, բույսերը իրենց բնական ածխածնի ցիկլի ընթացքում ընդունում են կարբոնիլ սուլֆիդ և այն հաճախ օգտագործվում է գլոբալ մասշտաբով ֆոտոսինթեզի չափման համար:
«Ցամաքային բույսերը կլանում են մեր արտանետումների մոտ 29%-ը, ինչը հակառակ դեպքում կնպաստի մթնոլորտում CO2-ի կոնցենտրացիաներին: Մեր մոդելի վերլուծությունը ցույց տվեց, որ երկրային ֆոտոսինթեզի դերը ածխածնի սեկվեստրավորման այս գործընթացում ավելի մեծ է, քան առաջարկել են շատ այլ մոդելներ», - ասում է Չերնուսակը:
Սակայն որոշ գիտնականներ այնքան էլ վստահ չեն կարբոնիլ սուլֆիդը որպես ֆոտոսինթեզի չափման մեթոդ օգտագործելու հարցում:
Քերի Սենդալը Ջորջիայի Հարավային համալսարանի կենսաբան է, ով ուսումնասիրում է, թե ինչպես են բույսերը աճում կլիմայի փոփոխության տարբեր սցենարների ներքո:
Քանի որ բույսերի կողմից կարբոնիլ սուլֆիդի կլանումը կարող է տարբեր լինել՝ կախված նրանց ստացած լույսի քանակից, Սենդալն ասում է, որ հետազոտության արդյունքները «կարող են գերագնահատվել», բայց նա նաև նշում է, որ գլոբալ ֆոտոսինթեզի չափման մեթոդների մեծ մասը որոշակի աստիճանի անորոշություն ունի:
Ավելի կանաչ և խիտ
Անկախ նրանից, թե որքան է ավելացել ֆոտոսինթեզը, գիտնականները համաձայն են, որ ածխածնի ավելցուկը բույսերի համար պարարտանյութ է գործում՝ արագացնելով դրանց աճը:
«Ապացույցներ կան, որ ծառերի սաղարթն ավելի խիտ է դարձել, իսկ փայտը՝ ավելի խիտ»,- ասում է Չերնուսակը:
Oak Ride ազգային լաբորատորիայի գիտնականները նաև նշել են, որ երբ բույսերը ենթարկվում են CO2-ի բարձր մակարդակի, տերևների ծակոտիները մեծանում են:
Սենդալն իր փորձարարական ուսումնասիրություններում բույսերին ենթարկել է ածխածնի երկօքսիդի կրկնակի քանակի, որը նրանք սովորաբար ստանում են: Այս պայմաններում, Սենդալի դիտարկումների համաձայն, տերևային հյուսվածքների բաղադրությունն այնպես է փոխվել, որ խոտակերների համար ավելի դժվար է դարձել դրանք ուտելը։
Հուշման կետը
Մթնոլորտում CO2-ի մակարդակը բարձրանում է, և ակնկալվում է, որ ի վերջո բույսերը չեն կարողանա հաղթահարել դրա հետ:
«Ածխածնի լվացման արձագանքը մթնոլորտային CO2-ի ավելացմանը մնում է ամենամեծ անորոշությունը գլոբալ ածխածնային ցիկլի մոդելավորման մինչ օրս, և դա անորոշության հիմնական շարժիչ ուժն է կլիմայի փոփոխության կանխատեսումների մեջ», - նշում է Oak Ride National Laboratory-ն իր կայքում:
Հողերի մաքրումը մշակության կամ գյուղատնտեսության համար և հանածո վառելիքի արտանետումները ամենամեծ ազդեցությունն ունեն ածխածնի ցիկլի վրա: Գիտնականները վստահ են, որ եթե մարդկությունը չդադարի դա անել, ապա շրջադարձային կետն անխուսափելի է։
«Ավելի շատ ածխածնի արտանետումներ կմնան մթնոլորտում, կոնցենտրացիան արագ կմեծանա, և միևնույն ժամանակ կլիմայի փոփոխությունն ավելի արագ տեղի կունենա», - ասում է Արևմտյան համալսարանի էկոֆիզիոլոգ Դենիել Ուեյը:
Ինչ կարող ենք մենք անել?
Իլինոյսի համալսարանի և Գյուղատնտեսության դեպարտամենտի գիտնականները փորձարկում են բույսերը գենետիկորեն ձևափոխելու եղանակներ, որպեսզի նրանք կարողանան ավելի շատ ածխածին կուտակել: Ռուբիսկո կոչվող ֆերմենտը պատասխանատու է ֆոտոսինթեզի համար CO2-ի ներգրավման համար, և գիտնականները ցանկանում են այն ավելի արդյունավետ դարձնել:
Փոփոխված մշակաբույսերի վերջին փորձարկումները ցույց են տվել, որ ռուբիսկոյի որակի բարելավումը բարձրացնում է բերքատվությունը մոտ 40%-ով, սակայն փոփոխված բույսերի ֆերմենտի օգտագործումը լայնածավալ առևտրային մասշտաբով կարող է տևել ավելի քան մեկ տասնամյակ: Մինչ այժմ փորձարկումներ են կատարվել միայն սովորական մշակաբույսերի վրա, ինչպիսին է ծխախոտը, և պարզ չէ, թե ինչպես է ռուբիսկոն փոխելու այն ծառերը, որոնք առգրավում են ամենաշատ ածխածինը:
2018 թվականի սեպտեմբերին բնապահպանական խմբերը հանդիպեցին Սան Ֆրանցիսկոյում՝ մշակելու անտառների պահպանման ծրագիր, որը, ըստ նրանց, «կլիմայի փոփոխության մոռացված լուծումն է»։
«Կարծում եմ, որ քաղաքականություն մշակողները պետք է արձագանքեն մեր բացահայտումներին՝ գիտակցելով, որ երկրային կենսոլորտը ներկայումս գործում է որպես արդյունավետ ածխածնի լվացարան», - ասում է Չերնուսակը: «Առաջին բանը, որ պետք է անել, անտառները պաշտպանելու համար անհապաղ գործողություններ ձեռնարկելն է, որպեսզի նրանք կարողանան շարունակել ածխածնի առգրավումը և անմիջապես սկսել աշխատել էներգետիկ ոլորտի ածխաթթվացման ուղղությամբ»: