Співробітники Дослідницького центру зміни клімату Університету Пердью (США) вивчили адаптацію рослин до підвищення температури і виявили, що нагрівання стимулює процеси, пов'язані з фотосинтезом, у тому числі обмін вуглекислого газу. У лабораторних умовах різні рослини при підвищенні температури навколишнього середовища в середньому фіксували більше, а виділяли менше CO2. Робота опублікована в журналі
Вуглекислий газ (CO2) є природним компонентом атмосфери нашої планети, проте його надлишковий викид, поряд з іншими парниковими газами, є причиною глобального потепління. Приплив вуглекислоти в атмосферу здійснюється в результаті натуральних процесів - дихання і вулканічної активності, проте з початку індустріальної революції основний внесок робить людина, спалюючи викопне паливо. Відтік вуглекислого газу виробляється рослинами, які в процесі фотосинтезу фіксують СО2 і перетворюють його на цукри за участю світла і води. Підвищення концентрації СО2 в атмосфері призводить до того, що рослини починають більш активно його поглинати, проте діяльність людини зі знищення лісів зводить нанівець цю природну саморегуляцію системи. В результаті температура поверхні планети продовжує зростати.
Фахівці з дослідження наслідків зміни клімату вирішили з'ясувати, як збільшення температури, без зміни інших параметрів середовища, впливає на процеси фотосинтезу і газообміну рослинами. Експеримент охопив різні види рослин, що розрізняються за типом фотосинтезу, тривалості життя (однорічні і багаторічні) і ростання (тропічні або нетропічні). Всього в дослідженні було використано 22 види, включаючи культивовані рослини, такі як рис, кукурудза і огірки, а також дерева, такі як береза і сосна. Рослини вирощували в лабораторних умовах і протягом тижня витримували при певній температурі, від 15 до 35 градусів Цельсія. За цей час біохімічні процеси повинні були адаптуватися до заданих умов.
Вчених цікавили такі параметри фотосинтезу, як швидкість фіксації вуглецю, обумовлена роботою двох ферментів-карбоксилаз, рівень генерації енергії в процесі роботи електрон-транспортного ланцюга і рівень темнового дихання, в процесі якого рослини виділяють вуглекислий газ. Ці параметри були вимірені у адаптованих до певної температури рослин. Крім того, адаптовані рослини піддавали короткочасному (протягом декількох хвилин) дії екстремальних температур до 50 градусів, щоб з'ясувати стійкість біохімічних параметрів.
У підсумку всі рослини при підвищенні температури навколишнього середовища змогли адаптуватися до неї. Рівень фотосинтезу у рослин зріс, як і газообмін. Збільшилося як поглинання вуглекислого газу, так і виділення його в процесі дихання. Однак порівняння швидкостей процесів фіксації вуглекислого газу і дихання показало, що нагрів в середньому зрушує баланс у бік засвоєння вуглекислоти. Крім того, попередня адаптація до підвищеної температури зробила рослини менш чутливими до її раптового короткочасного стрибка.
Вчені відзначають, що ці обнадійливі результати отримані при достатній кількості води та поживних речовин у ґрунті. Тим часом наслідком глобального потепління може стати не тільки підвищення температури, а й посуха, тому сподіватися на те, що екосистема сама впорається зі зміною клімату сприятливим для людства чином, не варто. З початком індустріальної революції у XVIII столітті концентрація вуглекислого газу в атмосфері зросла на 43 відсотки. Середня температура на планеті з початку ХХ століття зросла майже на градус.