گرمایش زمین چه بلایی بر سر درختان بلوط می آورد؟

تام شارکی، استاد برجسته دانشگاه در مؤسسه انعطاف پذیری گیاهان دانشگاه ایالتی میشیگان، با طرح یک سوال عجیب پرسید، آیا باید همه درختان بلوط را قطع کنیم؟

به گزارش تکناک، به طور قطع شارکی صادقانه پیشنهاد نمی کند که باید همه درختان بلوط را قطع کنیم. با این حال، سوال او جدی بود و آخرین تحقیقات تیمش در این زمینه اخیراً در مجله علمیProceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

این تیم کشف کرد که در سیاره ای که در حال گرم شدن است، گیاهانی مانند بلوط و صنوبر ترکیب بیشتری از خود ساطع می کنند که کیفیت پایین هوا را تشدید می کند و به افزایش ذرات معلق مشکل ساز جو کمک می کند.

موضوع این است که همان ترکیب به نام ایزوپرن می‌تواند کیفیت هوای پاک را بهبود بخشد و در عین حال گیاهان را در برابر عوامل استرس‌زا از جمله حشرات و دمای بالا مقاوم‌تر کند.

شارکی پرسید.آیا می‌خواهیم گیاهان ایزوپرن بیشتری بسازیم تا انعطاف‌پذیرتر شوند، یا می‌خواهیم کمتر تولید کنند تا آلودگی هوا بدتر نشود؟ تعادل درست چیست؟ اینها واقعاً سؤالات اساسی این کار هستند. هر چه بیشتر بفهمیم، موثرتر می توانیم به آنها پاسخ دهیم.

ایزوپرن مورد توجه قرار گرفته است

شارکی از دهه 1970 زمانی که دانشجوی دکترا در ایالت میشیگان بود، مشغول مطالعه ایزوپرن و نحوه تولید آن توسط گیاهان بوده است.

ایزوپرن ساخته شده از گیاهان دومین منبع عظیم هیدروکربن منتشر شده روی زمین پس از انتشار متان از فعالیت های انسانی است. شارکی گفت، با این حال اکثر مردم هرگز در مورد آن نشنیده اند.

در دهه 1980 زمانی که رئیس جمهور وقت رونالد ریگان به دروغ ادعا کرد درختان بیشتر از خودروها آلودگی هوا تولید می کنند، شهرت کمی به دست آورد. با این حال بخشی از حقیقت در آن ادعا وجود داشت.

ایزوپرن با ترکیبات اکسید نیتروژن موجود در آلودگی هوای تولید شده توسط نیروگاه های زغال سنگ و موتورهای احتراق داخلی در وسایل نقلیه برهم کنش دارد. این واکنش ها باعث ایجاد ازن، ذرات معلق در هوا و سایر محصولات جانبی می شود که هم برای انسان و هم برای گیاهان ناسالم هستند.

شارکی می‌گوید: این پدیده جالب وجود دارد که در آن هوا در یک منظره شهری حرکت می‌کند، اکسیدهای نیتروژن را جمع‌آوری می‌کند، سپس روی جنگل حرکت می‌کند تا این دم‌نوش سمی را به شما بدهد. کیفیت هوای یک شهر در جهت باد اغلب بدتر از کیفیت هوای خود شهر است.

اکنون، با حمایت بنیاد ملی علوم، شارکی و تیمش در حال کار برای درک بهتر فرآیندهای زیست مولکولی گیاهان برای ساخت ایزوپرن هستند. محققان به ویژه به چگونگی تأثیر این فرآیندها توسط محیط زیست، در مواجهه با تغییرات آب و هوا، علاقه مند هستند.

قبل از انتشار یافته های جدید، محققان دریافتند که گیاهان خاصی در حین انجام فتوسنتز، ایزوپرن تولید می کنند. آنها همچنین می‌دانستند که تغییراتی که سیاره با آن مواجه است تأثیرات رقابتی بر تولید ایزوپرن دارد.

یعنی افزایش دی اکسید کربن در جو باعث کاهش سرعت می شود در حالی که افزایش دما سرعت را تسریع می کند. یکی از سوالاتی که پشت انتشار جدید تیم MSU وجود داشت، اساساً این بود که کدام یک از این اثرات برنده خواهد شد.

ابیرا ساهو، نویسنده اصلی گزارش جدید و همکار پژوهشی فوق دکتری در گروه تحقیقاتی شارکی گفت. ما به دنبال یک نقطه تنظیم در مسیر بیوسنتز ایزوپرن تحت دی اکسید کربن بالا بودیم.

ساهو گفت: دانشمندان برای مدت طولانی در تلاش برای یافتن این موضوع بودند و در نهایت، ما پاسخ را داریم.

شارکی گفت: برای زیست شناسان موجود، اصل مقاله این است که ما واکنش خاصی را شناسایی کردیم که توسط دی اکسید کربن (CO2) کند شده است.

او گفت: با این کار، می توان گفت که اثر دما بر اثر CO2 غلبه می کند. تا زمانی که شما در دمای 95 درجه فارنهایت) 35 درجه سانتیگراد (هستید، اساساً هیچ سرکوب CO2 وجود ندارد و ایزوپرن دیوانه وار بیرون می ریزد.

ساهو گفت، در آزمایش‌های خود که از گیاهان صنوبر استفاده می‌کردند، این تیم همچنین دریافتند که وقتی یک برگ گرمای 10 درجه سانتی‌گراد را تجربه می‌کند، انتشار ایزوپرن آن بیش از ده برابر می‌شود.

محمد مصطفی، استادیار که در آزمایشگاه شارکی کار می کند و یکی دیگر از نویسندگان گزارش جدید است، گفت: حین کار با شارکی، متوجه می شوید که گیاهان واقعاً مقدار زیادی ایزوپرن ساطع می کنند.

این کشف به محققان کمک می کند تا بهتر پیش بینی کنند که گیاهان در آینده چقدر ایزوپرن ساطع می کنند و بهتر برای تأثیرات آن آماده می شوند. اما محققان همچنین امیدوارند که بتوانند به اطلاع رسانی در مورد انتخاب های مردم و جوامع در این مدت کمک کنند.مصطفی گفت: ما می توانستیم کار بهتری انجام دهیم.

در مکانی مانند MSU که بیش از 20هزار درخت را در خود جای داده است، این می تواند به معنای کاشت بلوط کمتر در آینده برای محدود کردن انتشار ایزوپرن باشد.

در مورد کاری که ما در مورد درختانی که قبلاً ایزوپرن منتشر می کنند انجام می دهیم، شارکی ایده ای دارد که شامل قطع کردن آنها نیست.

شارکی گفت: پیشنهاد من این است که ما باید در کنترل آلودگی اکسید نیتروژن کار بهتری انجام دهیم.