Fotosynteza zadziwiająco skuteczna!

Rośliny absorbują o wiele więcej dwutlenku węgla niż to do tej pory sądziliśmy. Różnica jest naprawdę duża, ponieważ może wynosić od 25% do 45% więcej. Skąd więc wzięły się te błędne oszacowania? Z powodu El Nino, jak wyjaśniają badacze, którzy przeprowadzili prace poszukiwawcze na wielką skalę.

Rezultaty tego badania pojawiły się w przeglądzie Nature.

Międzynarodowe badanie nad fotosyntezą

Prace badawcze, przeprowadzone na skalę międzynarodową, wykazały właśnie skuteczność fotosyntezy – która odpowiada ilość dwutlenku węgla przetwarzanego przez rośliny oraz algi fotosyntetyczne. A skuteczność ta była mocno niedoceniona. W rzeczywistości, jest ona bowiem znacznie większa, według badaczy.

Ocenić ilość zużywanego dwutlenku węgla przez jeden liść albo przez jedną roślinę jest sprawą dość prostą. Wystarczy zamknąć delikwenta w komorze hermetycznej i zmierzyć zmiany poziomu węgla. Natomiast, o wiele bardziej skomplikowaną sprawą jest zmierzenie użycie dwutlenku węgla w skali całej planety.

Ściganie atomów tlenu

A tego właśnie dokonała międzynarodowa ekipa naukowców. W badaniu udział wzięli uczeni z Ameryki, z Australii, z Holandii oraz z Japonii.

Posługując się danymi zbieranymi przez trzydzieści lat przez różne organizacje, badacze mogli ocenić ilość dwutlenku węgla absorbowanego w drodzę fotosyntezy. Aby dotrzeć do takich wniosków, zespół badaczy musiał oddać się polowaniom na molekuły.

Dzięki markerom, które pozwalają śledzić atomy tlenu (O), naukowcy mogli zaobserwować i policzyć, ile razy te molekuły przechodzą przez roślinę, w drodze fotosyntezy. W ten sposób, zespół przeprowadził oceną globalnej średniej skuteczności fotosyntezy.

Wnioski? Fotosynteza jest skuteczniejsza niż się naukowcom wydawało

Generalnie, aby ocenić zysk z fotosyntezy, używa się jednostki masy dwutlenku węgla zużytego przez roślinę (albo, tak jak tutaj, przez całość organizmów fotosyntetycznych na Ziemi), przez pewien okres. Ostanie szacunki wskazywały, że nasza planeta była w stanie absorbować 120 petagramów (1 petagram to  1015 gram) węgla rocznie w drodze fotosyntezy.

Nowe oszczacowania sugerują, że ilość ta ma być większa, albowiem w grę wchodzi od 150 petagramów do 175 petagramów węgla, które mają być w rzeczywistości przetwarzane każdego roku. Oznacza to więc wzrost od 25% do 45%.

Pierwsze obliczenia były błędne

Ale dlaczego? Skąd ten błąd w czasie pierwszych oszacowań? I skąd ta pewność, że te aktualne są prawidłowe? Wszystko ma być winą zjawiska klimatycznego, słynnego El Nino.

Markerami, którymi badacze posługują się, aby śledzić atomy tlenu, to izotopy 18O i 16O. Stosunek ilości tych izotopów w atmosferze zmienia się w regionach dotkniętych przez ten fenomen klimatyczny. Jeśli nie weźmiemy pod uwagę tych danych, ocena globalnej skuteczność fotosyntezy jest zafałszowana, ponieważ opiera się na błędnych proporcjach izotopów 18O/16O.

A teraz, dzięki nowemu badaniu, naukowcy oferują nową bazę danych, użyteczną zarówno dla naukowów, jak i dla polityków. Cykl węgla – absorpcja, sekwestracja – to temat, na który rządy, naukowcy oraz szeroka opinia publiczna są wyjątkowo wrażliwi.

Nie trzeba przypominać, że za terminem „dwutlenek węgla” kryje się wiele dobrze znanych problemów: coraz mniejsza liczba lasów, zdrowie oceanów, ocieplenie klimatyczne, etc. Jest to bardzo ważna praca, której nie można by było zrealizować bez współpracy różnych laboratoriów z wielu zakątków świata.