Negli ambienti acquatici, le piante combattono per la luce e il carbonio per mantenere l'attività fotosintetica. Poiché la CO2 è spesso limitata nelle acque dolci, molte specie hanno sviluppato risorse di carbonio alternative. Molte piante hanno forme di vita terrestri parziali, come foglie galleggianti o crescita sopra l'acqua, e quindi avere accesso alla CO2 atmosferica. Altri, come questi verdi Stoneworts, sono in grado di utilizzare il bicarbonato HCO3- come fonte di carbonio. Credito:Lars Iversen
I ricercatori dell'ASU hanno scoperto che non solo le piante acquatiche d'acqua dolce sono influenzate dal clima, sono anche modellati dal paesaggio circostante. Quando in un ambiente dove CO 2 è limitato, le piante acquatiche utilizzano strategie per estrarre carbonio dal bicarbonato. Gli scienziati hanno identificato modelli nelle ecoregioni di tutto il mondo e hanno scoperto un legame diretto tra la disponibilità di bicarbonato di bacino e la capacità delle piante acquatiche di estrarre carbonio da quel bicarbonato.
Tutte le piante hanno bisogno di anidride carbonica, o CO 2 vivere. Lo estraggono dall'aria e lo usano durante il processo di fotosintesi per nutrirsi.
Ma cosa succede alle piante acquatiche? Come ottengono l'anidride carbonica?
Alcuni hanno forme terrestri parziali, come foglie galleggianti o crescita sopra l'acqua, che consente loro di utilizzare l'anidride carbonica dall'atmosfera. Ma per le piante che vivono completamente immerse nell'acqua, CO 2 è limitato e molte di queste piante hanno sviluppato un meccanismo per attingere ad altre fonti di carbonio. In questo caso, lo estraggono dal bicarbonato, un minerale naturale che deriva dall'erosione di terreni e rocce e il deflusso raggiunge le piante.
In un articolo pubblicato oggi in Scienza , i ricercatori della School of Life Sciences dell'Arizona State University hanno scoperto che non solo le piante acquatiche d'acqua dolce sono influenzate dal clima, sono anche modellati dal paesaggio circostante.
"In questo studio, siamo in grado di dimostrare che sì, quando in un ambiente in cui l'anidride carbonica è limitata, poi le piante usano strategie per estrarre carbonio dal bicarbonato, " disse Lars Iversen, ricercatore principale per lo studio e assegnista di ricerca presso la School of Life Sciences. "Lo vediamo nei fiumi e nei laghi locali, ma lo vediamo anche in tutto il mondo. Abbiamo identificato modelli tra le ecoregioni e c'è un legame diretto tra la disponibilità di bicarbonato di bacino e la capacità delle piante acquatiche di estrarre carbonio da quel bicarbonato".
L'attività di fotosintesi e la crescita delle piante acquatiche nei laghi e negli stagni sono limitate dalle limitate concentrazioni di CO2 in questi habitat. Per mantenere la crescita attraverso la fotosintesi, molte specie in acque stagnanti hanno sviluppato strategie alternative di assorbimento del carbonio utilizzando il bicarbonato. Credito:Lars Iversen
Lo studio, che si è concentrato nello specifico sulle piante acquatiche che vivono completamente sommerse, ha anche dimostrato che quando le piante hanno più facile accesso all'anidride carbonica, lo useranno come fonte di carbonio, anche se il bicarbonato è disponibile.
"Uno dei punti principali di questo studio è che le piante acquatiche sono diverse. Non possiamo usare la nostra vasta conoscenza delle piante terrestri allo stesso modo delle piante acquatiche, "disse Iversen, un ricercatore nel laboratorio di ecologia dell'assistente professore Ben Blonder. "Questo è molto importante perché su scala globale, almeno un terzo della popolazione umana è strettamente legato ai sistemi di acqua dolce. Quindi cose come i delta, bevendo acqua, e le zone di pesca sono fondamentali per la sopravvivenza umana. Se vogliamo capire come questi sistemi persisteranno e cambieranno entro i prossimi 100 anni, quindi abbiamo davvero bisogno di sapere come funzionano alcuni dei principali componenti e strutture nei sistemi di acqua dolce".
Uno dei principali prodotti dello studio è una mappa statisticamente derivata delle concentrazioni locali di bicarbonato negli ambienti acquatici (blu scuro =alti valori di bicarbonato, giallo chiaro =basse concentrazioni di bicarbonato). La capacità delle piante acquatiche di utilizzare il bicarbonato come fonte di carbonio è positivamente correlata con le concentrazioni di bicarbonato. La mappa mostra modelli interessanti con basse concentrazioni nelle principali zone di deflusso (grandi bacini fluviali e zone di fusione postglaciale). Credito:Lars Iversen
Cambiamenti ambientali causati dall'attività umana, come la deforestazione, coltivazione della terra, e l'uso di fertilizzanti, stanno causando grandi aumenti delle concentrazioni di bicarbonato in molti corpi di acqua dolce in tutto il mondo. Iversen ha affermato che l'intuizione di questo studio aiuterà i ricercatori a valutare come cambiano le funzioni dell'ecosistema se le concentrazioni di bicarbonato aumentano.
