Uuringud näitavad, et absoluutselt kõik meid ümbritsevad põõsad, viinapuud ja puud mängivad olulist rolli liigse süsiniku neelamisel atmosfäärist. Kuid ühel hetkel võivad taimed omastada nii palju süsinikku, et nende abikäsi kliimamuutustega võitlemisel hakkab kahanema. Millal see täpselt juhtub? Teadlased püüavad sellele küsimusele vastust leida.
Alates tööstusrevolutsiooni algusest 20. sajandi alguses on inimtegevusest põhjustatud süsiniku hulk atmosfääris hüppeliselt tõusnud. Ajakirjas Trends in Plant Science avaldatud autorid leidsid arvutimudeleid kasutades, et samal ajal suurenes fotosüntees 30%.
"See on nagu valguskiir pimedas taevas," ütleb Austraalia James Cooki ülikooli uuringu autor ja ökofüsioloog Lukas Chernusak.
Kuidas see kindlaks tehti?
Chernusak ja tema kolleegid kasutasid 2017. aasta keskkonnauuringute andmeid, mille käigus mõõdeti jääsüdamikes ja õhuproovides leitud karbonüülsulfiidi. Lisaks süsihappegaasile võtavad taimed oma loomuliku süsinikutsükli käigus endasse karbonüülsulfiidi ja seda kasutatakse sageli fotosünteesi mõõtmiseks globaalsel skaalal.
„Maatehased neelavad umbes 29% meie heitkogustest, mis muidu aitaks kaasa atmosfääri CO2 kontsentratsioonile. Meie mudeli analüüs näitas, et maapealse fotosünteesi roll selle süsiniku sidumise protsessi juhtimisel on suurem kui enamik teisi mudeleid on soovitanud, "ütleb Chernusak.
Kuid mõned teadlased ei ole nii kindlad, kas karbonüülsulfiidi kasutatakse fotosünteesi mõõtmise meetodina.
Kerry Sendall on Georgia Southern University bioloog, kes uurib, kuidas taimed kasvavad erinevate kliimamuutuste stsenaariumide korral.
Kuna taimede karbonüülsulfiidi omastamine võib olenevalt saadava valguse hulgast varieeruda, võib Sendall öelda, et uuringu tulemused "võivad olla ülehinnatud", kuid ta märgib ka, et enamikul globaalse fotosünteesi mõõtmismeetoditel on teatav ebakindlus.
Rohelisem ja paksem
Sõltumata sellest, kui palju fotosüntees on suurenenud, nõustuvad teadlased, et liigne süsinik toimib taimedele väetisena, kiirendades nende kasvu.
"On tõendeid selle kohta, et puude lehestik on muutunud tihedamaks ja puit on tihedam," ütleb Cernusak.
Oak Ride'i riikliku labori teadlased märkisid ka, et kui taimed puutuvad kokku suurenenud CO2 tasemega, suureneb lehtede pooride suurus.
Sendall eksponeeris oma eksperimentaalsetes uuringutes taimi kaks korda suurema koguse süsinikdioksiidiga, mida nad tavaliselt saavad. Nendes tingimustes muutus lehekudede koostis Sendalli tähelepanekute järgi nii, et rohusööjatel muutus neid raskemaks süüa.
Vihje punkt
CO2 tase atmosfääris tõuseb ja on oodata, et lõpuks ei tule taimed sellega toime.
"Süsiniku neeldaja reaktsioon atmosfääri CO2 sisalduse suurenemisele on siiani suurim ebakindlus globaalses süsinikutsükli modelleerimises ja see on kliimamuutuste prognooside ebakindluse peamine põhjus," märgib Oak Ride'i riiklik labor oma veebisaidil.
Suurim mõju süsinikuringele avaldab maa puhastamine harimiseks või põllumajanduseks ning fossiilkütuste heitkogused. Teadlased on kindlad, et kui inimkond seda enam ei lõpeta, on murdepunkt vältimatu.
"Atmosfääri jääb lõksu rohkem süsinikuheidet, kontsentratsioon suureneb kiiresti ja samal ajal toimuvad kliimamuutused kiiremini," ütleb Lääne ülikooli ökofüsioloog Daniel Way.
Mida me saame teha?
Illinoisi ülikooli ja põllumajandusministeeriumi teadlased katsetavad võimalusi, kuidas taimi geneetiliselt muundada, et need saaksid säilitada veelgi rohkem süsinikku. Ensüüm nimega rubisco vastutab CO2 kogumise eest fotosünteesi jaoks ja teadlased soovivad seda tõhusamaks muuta.
Hiljutised katsed modifitseeritud põllukultuuridega on näidanud, et rubisco kvaliteedi tõstmine suurendab saagikust umbes 40%, kuid modifitseeritud taimeensüümi kasutamine suures kaubanduslikus mahus võib võtta rohkem kui kümne aasta. Seni on katseid tehtud ainult tavaliste põllukultuuride, näiteks tubaka puhul, ja pole selge, kuidas rubisco muudab kõige rohkem süsinikku siduvaid puid.
2018. aasta septembris kohtusid keskkonnarühmad San Franciscos, et töötada välja metsade säilitamise kava, mis on nende sõnul "unustatud lahendus kliimamuutustele".
"Ma arvan, et poliitikakujundajad peaksid meie leidudele vastama, tunnistades, et maapealne biosfäär toimib praegu tõhusa süsiniku neeldajana, " ütleb Cernusak. "Esimene asi, mida teha, on võtta viivitamatult meetmeid metsade kaitsmiseks, et nad saaksid jätkata süsinikdioksiidi sidumist ja alustada kohe tööd energiasektori süsinikdioksiidiheite vähendamiseks."