„Mumifikované“ rastliny poskytujú pohľad na budúcnosť Zeme

Podľa fosílnych listov z pozostatkov 23 miliónov rokov starého lesa sa niektoré rastliny môžu prispôsobiť rastu rýchlejšie s rastúcou hladinou CO2.

Vedci našli veľmi dobre zachované listy zo starodávneho jazera na Novom Zélande na južnom ostrove.

Umožnili vedcom prvýkrát spojiť vysoké teploty obdobia s vysokými hladinami atmosférického CO2.

Výsledky boli uverejnené v časopise Climate of the Past,

Tím vo svojej vedeckej práci ukazuje, že niektoré rastliny boli schopné účinnejšie zbierať oxid uhličitý pre fotosyntézu – biologický proces, ktorý využíva svetlo zo Slnka na výrobu potravín pre rastlinu.

Hovorí sa, že ich zistenia môžu viesť k tomu, ako by sa mohla dynamika života rastlín zmeniť, keď súčasné úrovne CO2 stúpnu, aby zodpovedali úrovniam z dávnej minulosti.

• Rastliny „absorbujú viac CO2, ako sa myslelo“
• Skutočne zastavia ďalšie milióny stromov zmena podnebia?

Čo sa môžeme dozvedieť z týchto prastarých listov?

Tím vyvŕtal 100 metrov nadol na dno teraz suchého jazerného dna, ktoré sa nachádza v kráteri dlho vyhynutej sopky. Kráter je vzdialený asi kilometer.

Tu bol biologický materiál fosílizovaný, vrátane zvyškov rastlín, rias, pavúkov, chrobákov, múch, húb a iných živých vecí z teplého obdobia známeho ako skorá miocénová epocha.

Predpokladá sa, že priemerné globálne teploty boli o 3 ° C až 7 ° C vyššie ako dnes a ľad sa z pólov zväčša stratil.

Vedci diskutujú o hladinách CO2 v období, čo je jeden z dôvodov, prečo je táto štúdia tak zaujímavá.

„Úžasné je, že tieto listy sú v podstate mumifikované, takže máme originálne chemické zloženie a pod mikroskopom vidíme všetky ich jemné vlastnosti,“ uviedol hlavný autor Tammo Reichgelt z University of Connecticut v Storrs v USA.

Hovorí, že sú zachované tak dokonale, že sú viditeľné mikroskopické žily a stomatá – póry, ktoré umožňujú listom nasávať vzduch a uvoľňovať vodu počas fotosyntézy.

Vedci analyzovali rôzne chemické formy uhlíka – alebo uhlíkových izotopov – v listoch z pol tuctu druhov stromov nachádzajúcich sa na rôznych úrovniach ložiska.

To im pomohlo odhadnúť obsah uhlíka v atmosfére v tom čase.

Dospeli k záveru, že to bolo približne 450 dielov na milión (ppm).

Predchádzajúce štúdie – najmä s použitím morských organizmov – naznačujú, že bola výrazne nižšia, okolo 300 ppm.

Je to podobné ako v predpriemyselných časoch a nestačí to na to, aby sa zohľadnili oveľa vyššie teploty skorého miocénu.

Ľudské emisie teraz zvýšili hladiny CO2 na približne 415 ppm.

Očakáva sa, že v nasledujúcich niekoľkých desaťročiach dosiahnu 450 ppm – rovnakú úroveň, akú zažili tieto lesy na Novom Zélande pred 23 miliónmi rokov.

Vedci tiež analyzovali geometriu stomaty listov a ďalšie anatomické rysy a porovnali ich s geometriou moderných listov.

Ukázali, že stromy boli nezvyčajne účinné pri nasávaní uhlíka stomatou, bez toho, aby unikli veľa vody rovnakou cestou – kľúčovou výzvou pre všetky rastliny.

To umožnilo stromom rásť v okrajových oblastiach, ktoré by inak boli pre lesy príliš suché.

Vedci tvrdia, že táto vyššia účinnosť sa veľmi pravdepodobne odzrkadlila v lesoch na severných miernych zemepisných šírkach, kde sa nachádza väčšia časť zemskej pevniny.

Čo nám to dnes hovorí?

Keď sa úrovne CO2 zvýšia, mnohé rastliny zvyšujú rýchlosť fotosyntézy, pretože môžu efektívnejšie odstraňovať uhlík zo vzduchu a pritom pritom šetriť vodu.

Údaje zo satelitov Nasa ukazujú „globálnu ekologizáciu“ Tento efekt je spôsobený najmä vzrastajúcimi hladinami CO2 uvoľňovaného ľudskou činnosťou v posledných desaťročiach.

Odhaduje sa, že od štvrtiny do polovice vegetatívnych plôch planéty došlo od roku 1980 k zvýšeniu objemu listov na stromoch a rastlinách.

Očakáva sa, že tento účinok bude pokračovať so zvyšovaním hladín CO2.

Autori novej správy však tvrdia, že by sme nemali predpokladať, že je to nevyhnutne dobrá správa.

Zvýšená absorpcia CO2 sa nepribližuje k kompenzácii toho, čo ľudia nalievajú do vzduchu.

A keďže veľká časť dnešného rastlinného života sa vyvinula v miernom svete s nízkymi emisiami CO2, niektoré prírodné a poľnohospodárske ekosystémy by mohli byť vážne narušené vyššími hladinami CO2, spolu s rastúcimi teplotami a zmenami zrážok, ktoré prinášajú.

Nie všetky rastliny môžu využívať výhody a medzi rastlinami, ktoré ich používajú, sa výsledky môžu líšiť v závislosti od teploty a dostupnosti vody alebo živín.

Existujú dôkazy, že keď niektoré hlavné plodiny fotosyntetizujú rýchlejšie, absorbujú relatívne menej vápnika, železa, zinku a ďalších minerálov nevyhnutných pre výživu ľudí.

„Ako sa to hrá, je hádanie,“ povedal Dr Reichgelt. „Je to ďalšia vrstva stresu pre rastliny. Pre niektorých to môže byť skvelé a pre iných hrozné.“

Ako sú listy dobre konzervované?

Vklad sa nachádza na farme neďaleko mesta Dunedin na južnom Novom Zélande.

V starom kráterovom jazere sa po desiatky miliónov rokov z okolitého prostredia vytvorili ďalšie vrstvy sedimentu.

Jazero bolo hlboké a na spodku malo nízku hladinu kyslíka, čo znamená, že akékoľvek prehistorické listy, ktoré sa tam dole potopili, zostali pomerne dobre zachované, napriek tomu, že boli staré 23 miliónov rokov.

Medzi ne patrí nespočetné množstvo listov zo subtropického vždyzeleného lesa.

Ložisko má viacvrstvovú štruktúru s čiernou organickou hmotou, ktorá sa strieda s pásmi materiálu bohatého na biely izoh siliky položeného riasami, ktoré kvitnú každú jar.

Táto funkcia bola rozpoznaná iba za posledných 15 rokov; vedci to nazvali Foulden Maar.

Je to jediné známe ložisko tohto druhu na južnej pologuli a je oveľa lepšie zachované ako niekoľko podobných známych zo severu.

Aké to bolo pracovať s takým starým materiálom?

Tammo Reichgelt povedal, že cítil veľkú zodpovednosť a „podivný druh úcty“ pri práci s fosíliami tejto kvality, ktoré ležia tak dlho narušení.

Popísal vyťaženie fosílneho materiálu z jamy vykopanej do ložísk v kráteri.

Bola vystavená prvkom, „veľmi veterným, slnečným a nasýteným dažďom“.

Preto bola práca veľmi náročná.

„Najväčší list, aký som kedy našiel, bol za mokra a krehký kameň sa mi rozpadol v ruke s listom na ňom,“ povedal BBC.

„Nebolo sa to zachrániť. Keď sa to stane, žalúdok klesne a máte pocit, že ste práve zničili faraónovu hrobku.“

Sleduj Justin na Twitteri.