მცენარეები ყოველთვის შთანთქავენ ნახშირბადს?

კვლევებმა აჩვენა, რომ აბსოლუტურად ყველა ბუჩქი, ვაზი და ხე, რომელიც ჩვენს გარშემოა, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ატმოსფეროდან ჭარბი ნახშირბადის შთანთქმაში. მაგრამ რაღაც მომენტში მცენარეებს შეუძლიათ იმდენი ნახშირბადის მიღება, რომ მათი დამხმარე ხელი კლიმატის ცვლილებასთან ბრძოლაში იწყებს კლებას. ზუსტად როდის მოხდება ეს? ამ კითხვაზე პასუხის პოვნას მეცნიერები ცდილობენ.

მას შემდეგ, რაც მე-20 საუკუნის დასაწყისში დაიწყო ინდუსტრიული რევოლუცია, ატმოსფეროში ნახშირბადის რაოდენობა, რომელიც გამოწვეულია ადამიანის საქმიანობით, გაიზარდა. კომპიუტერული მოდელების გამოყენებით ავტორებმა, რომლებიც გამოქვეყნდა Trends in Plant Science-ში, დაადგინეს, რომ ამავდროულად, ფოტოსინთეზი გაიზარდა 30%-ით.

„ის ჰგავს სინათლის სხივს ბნელ ცაში“, ამბობს ლუკას ჩერნუსაკი, კვლევის ავტორი და ეკოფიზიოლოგი ჯეიმს კუკის უნივერსიტეტიდან ავსტრალიაში.

როგორ დადგინდა?

ჩერნუსაკმა და კოლეგებმა გამოიყენეს 2017 წლის გარემოსდაცვითი კვლევების მონაცემები, რომლებიც გაზომეს ყინულის ბირთვებში და ჰაერის ნიმუშებში ნაპოვნი კარბონილის სულფიდი. ნახშირორჟანგის გარდა, მცენარეები იღებენ კარბონილის სულფიდს მათი ბუნებრივი ნახშირბადის ციკლის დროს და ეს ხშირად გამოიყენება ფოტოსინთეზის გასაზომად გლობალური მასშტაბით.

„მიწის მცენარეები შთანთქავს ჩვენი გამონაბოლქვის დაახლოებით 29%-ს, რაც სხვაგვარად ხელს შეუწყობს ატმოსფერული CO2-ის კონცენტრაციას. ჩვენი მოდელის ანალიზმა აჩვენა, რომ ხმელეთის ფოტოსინთეზის როლი ნახშირბადის სეკვესტრირების ამ პროცესზე უფრო დიდია, ვიდრე სხვა მოდელების უმეტესობა ვარაუდობს“, - ამბობს ჩერნუსაკი.

მაგრამ ზოგიერთი მეცნიერი არც ისე დარწმუნებულია კარბონილის სულფიდის გამოყენებაში, როგორც ფოტოსინთეზის გაზომვის მეთოდად.

კერი სენდალი არის ბიოლოგი საქართველოს სამხრეთ უნივერსიტეტიდან, რომელიც სწავლობს, თუ როგორ იზრდება მცენარეები კლიმატის ცვლილების სხვადასხვა სცენარის პირობებში.

იმის გამო, რომ მცენარეების მიერ კარბონილის სულფიდის შეწოვა შეიძლება განსხვავდებოდეს მათ მიერ მიღებული სინათლის ოდენობის მიხედვით, სენდალი ამბობს, რომ კვლევის შედეგები „შეიძლება გადაჭარბებული იყოს“, მაგრამ ის ასევე აღნიშნავს, რომ გლობალური ფოტოსინთეზის გაზომვის მეთოდების უმეტესობას აქვს გარკვეული გაურკვევლობა.

უფრო მწვანე და სქელი

მიუხედავად იმისა, თუ რამდენად გაიზარდა ფოტოსინთეზი, მეცნიერები თანხმდებიან, რომ ჭარბი ნახშირბადი მოქმედებს როგორც სასუქი მცენარეებისთვის და აჩქარებს მათ ზრდას.

"არსებობს მტკიცებულება, რომ ხეების ფოთლები უფრო მკვრივი გახდა და ხე უფრო მკვრივი", - ამბობს ცერნუსაკი.

Oak Ride-ის ეროვნული ლაბორატორიის მეცნიერებმა ასევე აღნიშნეს, რომ როდესაც მცენარეები ექვემდებარებიან CO2-ის გაზრდილ დონეს, ფოთლებზე ფორების ზომა იზრდება.

სენდალმა, საკუთარ ექსპერიმენტულ კვლევებში, მცენარეებს ორჯერ მეტი რაოდენობის ნახშირორჟანგი აწვა, რომელსაც ჩვეულებრივ იღებენ. ამ პირობებში, სენდალის დაკვირვებით, ფოთლის ქსოვილების შემადგენლობა ისე იცვლებოდა, რომ ბალახისმჭამელებს მათი ჭამა გაუჭირდათ.

შემობრუნების წერტილი

ატმოსფეროში CO2-ის დონე იზრდება და მოსალოდნელია, რომ საბოლოოდ მცენარეები ვერ გაუმკლავდებიან მას.

„ნახშირბადის ჩაძირვის რეაქცია ატმოსფერული CO2-ის მატებაზე დღემდე რჩება ყველაზე დიდ გაურკვევლობად გლობალური ნახშირბადის ციკლის მოდელირებაში და ეს არის გაურკვევლობის მთავარი მამოძრავებელი კლიმატის ცვლილების პროგნოზებში“, აღნიშნავს Oak Ride National Laboratory თავის ვებგვერდზე.

მიწის გაწმენდა დამუშავების ან სოფლის მეურნეობისთვის და წიაღისეული საწვავის ემისიები ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს ნახშირბადის ციკლზე. მეცნიერები დარწმუნებულები არიან, რომ თუ კაცობრიობა არ შეწყვეტს ამას, გარდამტეხი წერტილი გარდაუვალია.

„მეტი ნახშირბადის გამონაბოლქვი ატმოსფეროში დარჩება, კონცენტრაცია სწრაფად გაიზრდება და ამავდროულად, კლიმატის ცვლილება უფრო სწრაფად მოხდება“, — ამბობს დასავლური უნივერსიტეტის ეკოფიზიოლოგი დენიელ უეი.

რა შეგვიძლია გავაკეთოთ?

ილინოისის უნივერსიტეტისა და სოფლის მეურნეობის დეპარტამენტის მეცნიერები ექსპერიმენტებს ატარებენ მცენარეების გენეტიკური მოდიფიკაციის გზებზე, რათა მათ კიდევ უფრო მეტი ნახშირბადი შეინახონ. ფერმენტი სახელად რუბისკო პასუხისმგებელია CO2-ის დაჭერაზე ფოტოსინთეზისთვის და მეცნიერებს სურთ, რომ ის უფრო ეფექტური გახადონ.

მოდიფიცირებული კულტურების ბოლოდროინდელმა ცდებმა აჩვენა, რომ რუბისკოს ხარისხის გაუმჯობესება მოსავლიანობას დაახლოებით 40%-ით ზრდის, მაგრამ შეცვლილი მცენარეული ფერმენტის ფართო კომერციული მასშტაბის გამოყენებას შეიძლება ათწლეულზე მეტი დასჭირდეს. ჯერჯერობით, ტესტები გაკეთდა მხოლოდ ჩვეულებრივ კულტურებზე, როგორიცაა თამბაქო, და უცნობია, როგორ შეცვლის რუბისკო ხეებს, რომლებიც ყველაზე მეტ ნახშირბადს იკავებენ.

2018 წლის სექტემბერში გარემოსდაცვითი ჯგუფები შეხვდნენ სან-ფრანცისკოში, რათა შეემუშავებინათ ტყეების შენარჩუნების გეგმა, რომელიც, მათი თქმით, „კლიმატის ცვლილების დავიწყებული გამოსავალია“.

„ვფიქრობ, პოლიტიკის შემქმნელებმა უნდა უპასუხონ ჩვენს დასკვნებს იმის აღიარებით, რომ ხმელეთის ბიოსფერო ამჟამად ფუნქციონირებს, როგორც ეფექტური ნახშირბადის ჩაძირვა“, - ამბობს ცერნუსაკი. „პირველი, რაც უნდა გაკეთდეს, არის სასწრაფო ზომების მიღება ტყეების დასაცავად, რათა მათ გააგრძელონ ნახშირბადის სეკვესტრი და დაუყოვნებლივ დაიწყონ მუშაობა ენერგეტიკის სექტორის დეკარბონიზაციისთვის“.