Окаменелые листья показывают, что в будущем растения смогут поглощать больше CO2

Анализ окаменелых листьев деревьев возрастом 23 миллиона лет показывает, что растения могут адаптироваться к улавливанию большего количества CO2, поскольку уровни выбросов продолжают расти.

Однако это не обязательно хорошие новости. Авторы отмечают, что такой адаптации будет недостаточно для очистки всех выделяемых нами парниковых газов. В то же время появляется все больше свидетельств того, что, хотя большее поглощение CO2 приводит к более быстрому росту, оно также снижает питательную ценность сельскохозяйственных культур, поскольку они поглощают меньшее количество минералов из земли. Изменения в деятельности растений также могут иметь непредвиденные последствия для экосистем. Исследователи опубликовали свою работу вчера в журнале Climate of the Past.

Тем не менее, полученные результаты интересны, поскольку они дают нам представление о том, как растения могут вести себя в ближайшем будущем.

В большом количестве

Выводы основаны на окаменелых листьях возрастом 23 миллиона лет, найденных в древнем озере на Южном острове в Новой Зеландии.

Команда пробурила около 100 метров вниз, чтобы добраться до древнего дна (ныне высохшего) озера, которое находится в кратере бездействующего вулкана. Этот слой известен своим богатством окаменелостей всех видов раннего миоцена. Средняя температура в то время, по оценкам, была на 3-7 ° C выше, чем сегодня, что достаточно, чтобы растопить практически весь лед с полюсов.

По этим окаменелостям исследователи хотели определить, сколько CO2 было в атмосфере в то время. Благодаря тому, насколько хорошо они сохранились, команда смогла идеально проанализировать их микроскопическую структуру, включая вены и устьице (поры, через которые растения поглощают CO2 и выделяют воду во время фотосинтеза).

«Удивительно то, что эти листья в основном мумифицированы, поэтому у нас есть их первоначальный химический состав, и мы можем увидеть все их прекрасные особенности под микроскопом», – сказал ведущий автор Таммо Райхгельт из Университета Коннектикута в Сторрсе, США.

Они также изучили соотношение изотопов углерода в листьях около 6 различных ископаемых видов деревьев на этом участке. Основываясь на этом, они оценили, что концентрация CO2 в атмосфере на тот момент около 450 частей на миллион (ppm), что намного выше, чем предыдущие оценки, составлявшие около 300 ppm. Эта предыдущая цифра была оспорена, потому что она противоречила оценкам температуры за тот период, но новой цифрой все сходится.

Сегодня концентрация CO2 в атмосфере около 415 частей на миллион, в основном из-за выбросов человека. Ожидается, что в следующие несколько десятилетий они снова достигнут 450 ppm.

Однако, основываясь на структуре листьев, команда также считает, что они были гораздо более искусными в улавливании CO2 из воздуха, чем современные, и при этом выделяли гораздо меньше воды. Это привело бы к более эффективному процессу фотосинтеза и позволило бы лесам развиваться в более засушливых районах, чем сегодня.

Эта гипотеза хорошо согласуется с предыдущими выводами спутников НАСА, которые демонстрируют эффект «глобального озеленения», связанный с выбросом CO2. По оценкам агентства, с 1980 года объем листьев на планете увеличился на 25–50% площадей.

Авторы предупреждают, что это не обязательно хорошие новости. Улучшенного фотосинтеза будет недостаточно, чтобы сократить выбросы человека, и естественные, а также сельскохозяйственные экосистемы могут столкнуться с серьезными нарушениями (поскольку они изначально эволюционировали, чтобы соответствовать текущим уровням CO2). Наряду с повышением температуры и сдвигом в структуре осадков, вызванными изменением климата, они могут испытать настоящий шок. Кроме того, авторы предупреждают, что не все растения смогут извлечь выгоду из увеличения выбросов CO2, поскольку они ограничены доступными питательными веществами и водой.

«Остается только гадать, как все закончится», – сказал доктор Райхгельт. «Это еще один уровень стресса для растений. Для одних это может быть здорово, а для других – ужасно».

DOI: 10.5194/cp-16-1509-2020

Читайте также:

• При стрессе растения издают звуки слишком высокие для человеческих ушей
• Человечество заставляет деревья расти меньшими и жить короткой жизнью
• Как выглядели знакомые нам растения до одомашнивания