A Föld melegedésével a trópusi erdők fái elérik hőtűrő képességük határát és megszűnik a fotoszintézis

Amikor a levelek túl forróvá válnak, a fényenergiát cukrokká alakító proteinek működése leáll.

Vannak levelek a trópusi erdőkben, amik túlságosan felforrósodhatnak, hogy fotoszintetizáljanak. A Föld melegedésével több levél eléri tűréshatárát. Ahogy az emberek, a leveleknek is vannak korlátaik a melegben. - írja a ScienceNews magazin honlapján.

A tudósok először 1864-ben számoltak be arról, hogy vannak növények, melyeknek levelei túlélnek akár 50 Celsius-fokot is, és csak e határ fölött pusztulnak el. Több mint 150 évvel később a kutatók hasonló megállapítást tesznek. 2021-ben egy 147 trópusi fafaj tanulmánya arról számolt be, hogy az átlag hőmérséklet, amin túl a fotoszintézis nem működik 46.7 Celsius-fok.
A kutatók a Nature magazinban augusztus 23-án arról számoltak be, hogy most a Föld trópusi erdeinek felső lombkoronájában körülbelül 10.000 levelenként 1 levél legalább évente egyszer tapasztal olyan hőmérsékletet, ami túl magas a fotoszintézishez.

Ez jelentéktelen számnak tűnhet, de egy fotoszintetikus üzemzavar károsíthatja az egész erdőt, ha a klímaváltozás nem áll meg.

A jelenlegi hőmérséklet körülbelül 4 fokos emelkedése a trópusi erdőkben potenciálisan a levelek tömeges pusztulását okozhatja. Az előrejelzésnek még vannak bizonytalanságai még sok mindent nem tudunk.

Amikor a levelek túl felforrósodnak, fotoszintetikus mechanizmusuk - a proteinek amik a fényenergiát cukorrá alakítják - összeomlik. Hogy megtudják, a trópusi erdők megközelítették-e ezt a határt, a kutatók megszerezték az ECOSTRESS által gyűjtött adatokat. Az ECOSTRESS egy hőérzékelő a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén, ami elfogja a növényzet hőmérsékletét a Föld felszínén 70 méter pixelben. Körülbelül ez az a terület, amit két nagy trópusi fa kitölthet. A csapat összehasonlította az adatokat a bolygó felszínén lévő eszközöktől származó adatokkal. Ezek: egy Amazonasban lévő eszköz, melyet egy 64 méter magas toronyban állítottak fel, és Brazíliában, Puerto Ricoban, Panamában és Ausztráliában lévő a levelek aljával érintkező érzékelők sokasága. Az elemzés hőmérséklet mozaikot mutat az erdő lombkoronájában. Azokban a periódusokban, amikor az erdő forró és a talaj száraz volt, az egész lombkorona elérte az átlag 34 Celsius-fokos csúcsot. De volt variabilitás; néhány terület meghaladta a 40 Celsius-fokot.

Az összehasonlítás feltárt az ECOSTRESS által láthatatlan részleteket is - a mozaikon belüli szórást.

Az egyes levelek hőmérséklete változik az egyes erdő területekben, néhány levél elér olyan hőmérsékletet, ami messze túlhaladja a terület átlagát.

Az idő körülbelül 0.01-ában a felső lombkorona levelei 46.7 Celsius-fok határérték felett izzadtak.

Amikor a levelek túl forróvá válnak, a fényenergiát cukrokká alakító proteinek működése leáll. Forrás: https://www.sciencenews.org/article/leaves-tropical-forests-photosynthesis-heat-limit

A kutatók elemzték Brazilíában, Puerto Ricoban és Ausztráliában végzett levél-melegedés kísérletekből származó adatokat is. Ezek a kísérletek azt mutatták, hogy a külső melegedés minden egyes fokának aránytalan hatása van a levélhőmérsékletekre. Például az amazonasi levelek esetén a plusz 2 Celsius-fokos külső melegedésnél a maximum levél hőmérséklet 42.8-ról 50.9 Celsius-fokra emelkedett.
A csapat kísérleti a adatokat, műholdas és földalapú adatokkal együtt alkalmazva szimulálta a trópusi erdők jövőjét klímaváltozás alatt. A legtöbb erdő körülbelül 4 Celsius-fok melegedést viselhet el a jelenlegi szintek felett, mielőtt a fák elvesztik az összes levelület és potenciálisan meghalnak. A legrosszabb forgatókönyv szerint, amelyben az üvegházgázok kibocsátása folyamatosan emelkedik a század folyamán, ez a melegedés mennyiség 2100-ra lehetséges.

De sok a bizonytalanság, részben mert a különböző fafajok adaptív képességei és az, hogy az egyes levelek halála milyen hatással van egy fa mortalitására, nem teljesen értett. Vannak kutatók, akik évek óta figyelmeztetnek, hogy a klímaváltozás és az erdőirtás miatt az Amazonas nagy része szavannává és cserjés területté válhat.

(Forrás: ScienceNews: https://www.sciencenews.org/)