Любой школьник знает, что растения потребляют углекислый газ, воду и солнечный свет, производя кислород и глюкозу, используемые для роста. В современном мире, где концентрация CO₂ постоянно увеличивается, можно предположить, что рост деревьев и прочих растений будет идти параллельно повышению уровня углекислого газа в атмосфере. Тем не менее реальные наблюдения не подтверждают такое предположение, пишет Phys.org.
Долгое время считалось, что повышенный уровень углекислого газа стимулирует активный рост деревьев и увеличивает их способность накапливать углерод. Научные наблюдения свидетельствуют о другом: рост деревьев и объем поглощаемого ими углерода значительно варьируются, вопреки общему мнению. Разногласия по поводу влияния CO₂ на лесные экосистемы продолжались годами, пока команда ученых из Университета Дьюка и Уханьского университета не предложила модель, объясняющую связь между содержанием углекислого газа и скоростью роста деревьев. Их исследование пролило свет на сложные механизмы, управляющие этими процессами.
Исследование основывалось на концепции взаимодействия процессов усвоения углекислого газа и расхода воды растениями. Ученые установили, что при повышенных концентрациях CO₂ деревья уменьшают размеры отверстий на поверхности листьев (устьиц), стремясь снизить потерю влаги путем транспирации. В итоге возникает ситуация, когда растения вынуждены выбирать между увеличением потребления углекислого газа и поддержанием оптимального уровня влаги.
Специалисты провели ряд долговременных экспериментов, в процессе которых искусственным способом повышался уровень углекислого газа на специально подготовленных площадках. Проведенный анализ собранных данных привел команду к заключению, что темпы роста деревьев зависят не только от доступности углекислого газа, но и от целого ряда других окружающих факторов, включая влажность грунта и температуру атмосферы.
Помимо прочего, исследование подтверждает теорию о влиянии внутриклеточных водных процессов на способность дерева усваивать углекислый газ. Вода, проникающая в растение через корневую систему, продвигается вверх, преодолевая сопротивление гидродинамического давления. Когда водоснабжение ухудшается, будь то вследствие засухи или повреждений корней, дерево уменьшает активность своих устьиц, замедляя процесс фотосинтеза.
Таким образом, новая модель объясняет сложную динамику взаимодействия между деревом и внешней средой, демонстрируя, почему увеличение концентрации CO₂ не обязательно ведет к ускоренному росту деревьев.
Тем временем российские ботаники нашли цветы, которые нюхали динозавры.
