Studie ukazují, že naprosto všechny keře, liány a stromy, které nás obklopují, hrají důležitou roli při pohlcování přebytečného uhlíku z atmosféry. Ale v určitém okamžiku mohou rostliny přijmout tolik uhlíku, že jejich pomocná ruka v boji proti změně klimatu začíná ubývat. Kdy přesně k tomu dojde? Na tuto otázku se vědci snaží najít odpověď.
Od začátku průmyslové revoluce na počátku 20. století množství uhlíku v atmosféře způsobené lidskou činností raketově vzrostlo. Pomocí počítačových modelů autoři, publikované v Trends in Plant Science, zjistili, že zároveň se fotosyntéza zvýšila o 30 %.
„Je to jako paprsek světla na tmavé obloze,“ říká Lukas Chernusak, autor studie a ekofyziolog na James Cook University v Austrálii.
Jak se to určilo?
Chernusak a kolegové použili data z environmentálních studií z roku 2017, které měřily karbonylsulfid nalezený v ledových jádrech a vzorcích vzduchu. Kromě oxidu uhličitého rostliny přijímají karbonylsulfid během svého přirozeného uhlíkového cyklu a toho se často používá k měření fotosyntézy v globálním měřítku.
„Pozemní rostliny absorbují asi 29 % našich emisí, které by jinak přispěly ke koncentraci CO2 v atmosféře. Analýza našeho modelu ukázala, že role pozemské fotosyntézy v řízení tohoto procesu sekvestrace uhlíku je větší, než většina ostatních modelů navrhla,“ říká Chernusak.
Ale někteří vědci si nejsou tak jisti použitím karbonylsulfidu jako metody měření fotosyntézy.
Kerry Sendall je biolog z Georgia Southern University, který studuje, jak rostliny rostou v různých scénářích změny klimatu.
Protože příjem karbonylsulfidu rostlinami se může lišit v závislosti na množství světla, které dostávají, Sendall říká, že výsledky studie „mohou být přeceňovány“, ale také poznamenává, že většina metod pro měření globální fotosyntézy má určitý stupeň nejistoty.
Zelenější a tlustší
Bez ohledu na to, jak moc se zvýšila fotosyntéza, vědci se shodují, že přebytek uhlíku působí jako hnojivo pro rostliny a urychluje jejich růst.
"Existují důkazy, že listí stromů zhoustlo a dřevo je hustší," říká Černušák.
Vědci z Oak Ride National Laboratory také poznamenali, že když jsou rostliny vystaveny zvýšenému množství CO2, zvětšuje se velikost pórů na listech.
Sendall ve svých vlastních experimentálních studiích vystavila rostliny dvojnásobnému množství oxidu uhličitého, které normálně dostávají. Za těchto podmínek se podle Sendallových pozorování složení listových tkání změnilo tak, že pro býložravce bylo obtížnější je pozřít.
Bod zvratu
Hladina CO2 v atmosféře stoupá a očekává se, že se s tím nakonec rostliny nevyrovnají.
„Reakce propadu uhlíku na nárůst atmosférického CO2 zůstává dosud největší nejistotou v modelování globálního uhlíkového cyklu a je hlavním hnacím motorem nejistoty v projekcích klimatických změn,“ uvádí Oak Ride National Laboratory na svých webových stránkách.
Největší vliv na uhlíkový cyklus má kácení půdy pro pěstování nebo zemědělství a emise z fosilních paliv. Vědci jsou si jisti, že pokud s tím lidstvo nepřestane, je nevyhnutelný bod zvratu.
„V atmosféře se zachytí více uhlíkových emisí, koncentrace se rychle zvýší a zároveň dojde ke změně klimatu rychleji,“ říká Daniel Way, ekofyziolog z Western University.
Co můžeme dělat?
Vědci z University of Illinois a Department of Agriculture experimentují se způsoby, jak geneticky modifikovat rostliny, aby mohly ukládat ještě více uhlíku. Enzym zvaný rubisco je zodpovědný za zachycování CO2 pro fotosyntézu a vědci jej chtějí zefektivnit.
Nedávné pokusy s modifikovanými plodinami ukázaly, že zlepšení kvality rubisco zvyšuje výnosy asi o 40 %, ale použití modifikovaného rostlinného enzymu ve velkém komerčním měřítku může trvat déle než deset let. Dosud byly testy prováděny pouze na běžných plodinách, jako je tabák, a není jasné, jak rubisco změní stromy, které sekvestrují nejvíce uhlíku.
V září 2018 se ekologické skupiny sešly v San Franciscu, aby vypracovaly plán na ochranu lesů, které jsou podle nich „zapomenutým řešením změny klimatu“.
"Myslím, že tvůrci politik by měli reagovat na naše zjištění uznáním, že pozemská biosféra v současné době funguje jako účinný zásobník uhlíku," říká Černušák. "První věc, kterou je třeba udělat, je přijmout okamžitá opatření na ochranu lesů, aby mohly pokračovat v sekvestraci uhlíku a začít okamžitě pracovat na dekarbonizaci energetického sektoru."