Una nuova ricerca dei biologi della West Virginia University mostra che gli alberi di tutto il mondo consumano più anidride carbonica di quanto riportato in precedenza, rendere le foreste ancora più importanti nella regolazione dell'atmosfera terrestre e cambiare per sempre il modo in cui pensiamo al cambiamento climatico.

In uno studio pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , Il professor Richard Thomas e l'alunno Justin Mathias (BS Biology, '13 e Ph.D. Biologia, '20) hanno sintetizzato studi pubblicati sugli anelli degli alberi. Hanno scoperto che l'aumento dell'anidride carbonica nell'atmosfera nell'ultimo secolo ha causato un aumento dell'efficienza nell'uso dell'acqua degli alberi, il rapporto tra l'anidride carbonica assorbita dalla fotosintesi e l'acqua persa dalla traspirazione, l'atto degli alberi che "espirano" il vapore acqueo.

"Questo studio evidenzia davvero il ruolo delle foreste e dei loro ecosistemi nel cambiamento climatico, "disse Tommaso, Prevosto associato ad interim per gli affari accademici laureati. "Pensiamo che le foreste forniscano servizi ecosistemici. Questi servizi possono essere molte cose diverse:attività ricreative, rivestire di legno, industria. Dimostriamo come le foreste svolgano un altro importante servizio:fungere da serbatoi per l'anidride carbonica. La nostra ricerca mostra che le foreste consumano grandi quantità di anidride carbonica a livello globale. Senza quello, più anidride carbonica andrebbe nell'aria e si accumulerebbe nell'atmosfera anche più di quanto non sia già, che potrebbe aggravare il cambiamento climatico. Il nostro lavoro mostra un'altra importante ragione per preservare e mantenere le nostre foreste e mantenerle sane".

In precedenza, gli scienziati hanno pensato che gli alberi stessero usando l'acqua in modo più efficiente nell'ultimo secolo attraverso una ridotta conduttanza stomatica, il che significa che gli alberi stavano trattenendo più umidità quando i pori sulle loro foglie hanno iniziato a chiudersi leggermente sotto l'aumento dei livelli di anidride carbonica.

Però, a seguito di un'analisi utilizzando isotopi di carbonio e ossigeno negli anelli degli alberi dal 1901 al 2015 da 36 specie di alberi in 84 siti in tutto il mondo, i ricercatori hanno scoperto che nell'83% dei casi, il principale motore dell'aumento dell'efficienza idrica degli alberi è stato l'aumento della fotosintesi:hanno elaborato più anidride carbonica. Nel frattempo, la conduttanza stomatica ha aumentato l'efficienza solo il 17% delle volte. Ciò riflette un importante cambiamento nel modo in cui l'efficienza idrica degli alberi è stata spiegata in contrasto con la ricerca precedente.

"Abbiamo dimostrato che nel secolo scorso, la fotosintesi è in realtà il motore schiacciante per aumentare l'efficienza nell'uso dell'acqua degli alberi, che è un risultato sorprendente perché contraddice molti studi precedenti, " Ha detto Mathias. "Su scala globale, questo avrà grandi implicazioni potenzialmente per il ciclo del carbonio se più carbonio viene trasferito dall'atmosfera agli alberi".

Dal 1901, l'efficienza intrinseca dell'uso dell'acqua degli alberi in tutto il mondo è aumentata di circa il 40% in concomitanza con un aumento di circa il 34% dell'anidride carbonica atmosferica. Entrambe queste caratteristiche sono aumentate circa quattro volte più velocemente dagli anni '60 rispetto agli anni precedenti.

Sebbene questi risultati mostrino che l'aumento dell'anidride carbonica è il fattore principale per consentire agli alberi di utilizzare l'acqua in modo più efficiente, i risultati variano anche a seconda della temperatura, precipitazioni e siccità dell'atmosfera. Questi dati possono aiutare a perfezionare i modelli utilizzati per prevedere gli effetti dei cambiamenti climatici sui cicli globali del carbonio e dell'acqua.

"Avere una rappresentazione accurata di questi processi è fondamentale per fare previsioni solide su ciò che potrebbe accadere in futuro, " Ha detto Mathias. "Questo ci aiuta ad avvicinarci un po' di più a rendere quelle previsioni meno incerte".

Lo studio è un prodotto della collaborazione di ricerca di sette anni dei ricercatori durante il periodo di Mathias come studente di dottorato. Dopo essersi laureato alla WVU, Mathias si è unito all'Università della California, Santa Barbara come ricercatrice post-dottorato.

"Da quando si è trasferito in California, il mio lavoro ha preso una piega dall'essere nel campo, raccolta di misure, l'analisi dei dati e la scrittura di manoscritti, " Ha detto Mathias. "La mia nuova posizione è più focalizzata sulla teoria ecologica e sulla modellazione dell'ecosistema. Invece di misurare le piante, Formulo ipotesi e cerco risposte a domande usando modelli al computer e matematica."

Nel futuro, Mathias aspira a diventare professore in un'università di ricerca per continuare queste ricerche.

"Mi piacerebbe gestire il mio laboratorio in un'università, mentore studenti laureati e perseguire domande di ricerca per continuare a costruire sul lavoro che abbiamo già realizzato. Ci sono stati molti progressi nel nostro campo. Ci sono anche un numero infinito di domande che sono rilevanti andando avanti, " Ha detto Mathias. "Devo tutto al mio tempo e alla formazione delle persone della WVU. Il mio obiettivo a lungo termine è quello di essere in una posizione in cui posso continuare a far progredire il campo mentre restituisco attraverso l'insegnamento e il tutoraggio degli studenti".