Gli scienziati delle piante hanno osservato che quando i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera aumentano, la maggior parte delle piante fa qualcosa di insolito:addensano le foglie.

E poiché l'attività umana sta aumentando i livelli di anidride carbonica atmosferica, le piante a foglia spessa sembrano essere nel nostro futuro.

Ma le conseguenze di questa risposta fisiologica vanno ben oltre le foglie più pesanti su molte piante. Due scienziati dell'Università di Washington hanno scoperto che le piante con foglie più spesse possono esacerbare gli effetti del cambiamento climatico perché sarebbero meno efficienti nel sequestrare il carbonio atmosferico, un fatto che i modelli di cambiamento climatico fino ad oggi non hanno preso in considerazione.

In un articolo pubblicato il 1 ottobre sulla rivista Cicli biogeochimici globali , i ricercatori riferiscono che, quando hanno incorporato queste informazioni nei modelli climatici globali sotto gli alti livelli di anidride carbonica atmosferica previsti per la fine di questo secolo, il "pozzo di carbonio" globale fornito dalle piante è stato meno produttivo, lasciando circa 5,8 petagrammi in più, o 6,39 milioni di tonnellate, di carbonio nell'atmosfera all'anno. Questi livelli sono simili alla quantità di carbonio rilasciata nell'atmosfera ogni anno a causa delle emissioni di combustibili fossili generate dall'uomo:8 petagrammi, o 8,8 milioni di tonnellate.

"Le piante sono flessibili e rispondono a diverse condizioni ambientali, " ha detto l'autore senior Abigail Swann, un assistente professore UW di scienze atmosferiche e biologia. "Ma fino ad ora, nessuno aveva provato a quantificare come questo tipo di risposta ai cambiamenti climatici altererà l'impatto che le piante hanno sul nostro pianeta".

Oltre a un indebolimento del pozzo di carbonio dell'impianto, le simulazioni di Swann e Marlies Kovenock, uno studente di dottorato in biologia UW, hanno indicato che le temperature globali potrebbero aumentare di 0,3-1,4 gradi Celsius in più rispetto a quanto già previsto dagli scienziati che studiano i cambiamenti climatici.

"Se questo singolo tratto, lo spessore delle foglie, in alti livelli di anidride carbonica ha un impatto così significativo sul corso dei futuri cambiamenti climatici, crediamo che i modelli climatici globali dovrebbero prendere in considerazione altri aspetti della fisiologia e del comportamento delle piante quando si cerca di prevedere come sarà il clima alla fine di questo secolo, " disse Kovenock, chi è l'autore principale della carta.

Gli scienziati non sanno perché le piante ispessiscono le foglie quando i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera aumentano. Ma la risposta è stata documentata in molti diversi tipi di specie vegetali, come alberi legnosi; colture di base come il grano, riso e patate; e altre piante che subiscono la fissazione del carbonio C3, la forma di fotosintesi che rappresenta circa il 95% dell'attività fotosintetica sulla Terra.

Le foglie possono addensarsi fino a un terzo, che cambia il rapporto tra superficie e massa nella foglia e altera le attività della pianta come la fotosintesi, lo scambio di gas, raffreddamento evaporativo e stoccaggio dello zucchero. Le piante sono modulatori cruciali del loro ambiente:senza di loro, L'atmosfera terrestre non conterrebbe l'ossigeno che respiriamo e Kovenock e Swann credevano che questa risposta critica e prevedibile di ispessimento delle foglie fosse un punto di partenza ideale per cercare di capire come i cambiamenti diffusi alla fisiologia delle piante influenzeranno il clima della Terra.

"I biologi vegetali hanno raccolto grandi quantità di dati sulla risposta dell'ispessimento fogliare a livelli elevati di anidride carbonica, compresi i livelli di anidride carbonica atmosferica che vedremo nel corso di questo secolo, " ha detto Kovenock. "Abbiamo deciso di incorporare i noti effetti fisiologici dell'ispessimento delle foglie nei modelli climatici per scoprire quale effetto, se del caso, questo avrebbe su scala globale."

Un documento del 2009 di ricercatori in Europa e Australia ha raccolto e catalogato dati da anni di esperimenti su come le foglie delle piante cambiano in risposta a diverse condizioni ambientali. Kovenock e Swann hanno incorporato i dati raccolti sulle risposte dell'anidride carbonica nei modelli del sistema Terra che sono ampiamente utilizzati nella modellazione dell'effetto di diversi fattori sui modelli climatici globali.

La concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera oggi si aggira intorno alle 410 parti per milione. Entro un secolo, può aumentare fino a 900 ppm. Il livello di anidride carbonica che Kovenock e Swann hanno simulato con foglie ispessite era di appena 710 ppm. Hanno anche scoperto che gli effetti erano peggiori in specifiche regioni globali. Parti dell'Eurasia e del bacino amazzonico, Per esempio, ha mostrato un aumento minimo più elevato della temperatura. In queste regioni, foglie più spesse possono ostacolare il raffreddamento per evaporazione da parte delle piante o la formazione di nuvole, disse Kovenock.

Swann e Kovenock sperano che questo studio dimostri che è necessario considerare le risposte delle piante ai cambiamenti climatici nelle proiezioni del clima futuro. Ci sono molti altri cambiamenti nella fisiologia e nel comportamento delle piante sotto i cambiamenti climatici che i ricercatori potrebbero modellare in seguito.

"We now know that even seemingly small alterations in plants such as this can have a global impact on climate, but we need more data on plant responses to simulate how plants will change with high accuracy, " said Swann. "People are not the only organisms that can influence climate."