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I ricercatori guidati dalla Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California a San Diego hanno determinato che negli ultimi 40 anni si sono verificati importanti cambiamenti nel comportamento delle piante, utilizzando misurazioni di sottili cambiamenti nell'anidride carbonica (CO 2 ) attualmente presenti nell'atmosfera.
I due principali isotopi, o forme atomiche, di carbonio sono carbonio-12 ( 12 C) e carbonio-13 ( 13 C). Poiché la CO2 è aumentata dalla fine del 19 ns secolo, il rapporto di 13 C a 12 C in CO . atmosferica 2 è diminuita. Ciò è in parte dovuto al fatto che il CO 2 prodotto dalla combustione di combustibili fossili ha un basso 13 C/ 12 rapporto C. Ci sono anche altri fattori in natura, però, che hanno influenzato la velocità di diminuzione del rapporto isotopico. Il tasso misurato di diminuzione del rapporto isotopico risulta essere diverso da quello che gli scienziati si aspettavano in precedenza.
Il team guidato da Scripps ha aggiornato il record di CO 2 rapporti isotopici che sono stati effettuati a Scripps dal 1978 utilizzando campioni di aria raccolti a Mauna Loa e al Polo Sud delle Hawaii. I ricercatori hanno confermato che la discrepanza esiste e ne hanno considerato diverse ragioni. Hanno concluso che nessuna combinazione di fattori potrebbe spiegare plausibilmente i cambiamenti nella CO 2 rapporto isotopico a meno che il comportamento delle piante non cambiasse in modo tale da influenzare la quantità di cui le piante acquatiche hanno bisogno per la crescita.
Il lavoro aiuta a comprendere i dettagli di come le foglie stanno rispondendo ai cambiamenti di CO 2 . Prima di questo studio, era già chiaro che le piante si comportano diversamente quando sono esposte a CO . atmosferica più alta 2 livelli perché CO 2 influenza il comportamento degli stomi, i microscopici fori nelle foglie che consentono a una foglia di assorbire CO2. Questi fori permettono anche all'acqua di evaporare dalla foglia, che deve essere reintegrato dall'acqua fornita alle radici per evitare che si secchi. Con più CO 2 nell'atmosfera, una pianta può permettersi di avere stomi più piccoli o meno, permettendo così più fotosintesi per la stessa quantità di acqua.
Ma misurare esattamente quanto le piante siano diventate più efficienti nell'uso dell'acqua non è stato facile. Questo studio fornisce un nuovo metodo per misurare questo effetto, perché man mano che una foglia diventa più efficiente nell'uso dell'acqua, questo influenza anche il modo in cui assorbe i diversi isotopi di carbonio in CO 2 . Quando quel fattore è incluso come variabile, il rapporto tra le due forme di CO 2 è molto più conforme alle aspettative. La Fondazione Nazionale della Scienza, il Dipartimento dell'Energia, NASA, e l'Eric and Wendy Schmidt Fund for Strategic Innovation ha sostenuto lo studio, "Prove atmosferiche per un aumento secolare globale della discriminazione isotopica del carbonio della fotosintesi terrestre, " che appare nell'edizione dell'11 settembre della rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
La ricerca supporta un'ipotesi di vecchia data introdotta da biologi vegetali, che postula che le piante otterranno una risposta ottimale all'aumento di CO 2 livelli nell'atmosfera.
"Questo modello ottimale prevede un ridimensionamento quasi proporzionale tra l'efficienza nell'uso dell'acqua e la CO 2 si, " ha detto l'autore principale dello studio e scienziato di Scripps Ralph Keeling, che mantiene anche il set di dati della curva di Keeling di fama internazionale che misura la CO . atmosferica 2 dal 1958. "Un comportamento ottimale o quasi ottimale è stato riscontrato in studi più piccoli su singole piante, ma questo documento è il primo a mostrare che può essere evidente alla scala dell'intero pianeta."
L'aumento dell'efficienza della fotosintesi documentato in questo studio ha probabilmente aiutato le piante a compensare una parte del cambiamento climatico indotto dall'uomo rimuovendo più CO2 dall'atmosfera di quanta ne avrebbero altrimenti.
"Le piene implicazioni sono ancora tutt'altro che chiare, però, e qualsiasi beneficio può essere più che compensato da altri cambiamenti negativi, come ondate di calore e condizioni meteorologiche estreme, perdita di biodiversità, innalzamento del livello del mare, e così via, " disse Keeling.
