W coraz cieplejszym świecie rośliny mogą zanieczyszczać powietrze, a nie je oczyszczać

Rośliny są naszymi sprzymierzeńcami w walce z zanieczyszczeniem środowiska. Nie tylko wiążą one w sobie dwutlenek węgla, lecz także redukują efekt miejskiej wyspy ciepła, a nawet wchłaniają szkodliwe związki chemiczne z powietrza. Jak jednak pokazuje badanie opublikowane na łamach "Proceedings of the National Academy of Sciences", w ocieplającym się świecie niesamowite zdolności roślin mogą przyczynić się do pogorszenia naszych warunków życia.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Michigan przeprowadzili badania na sadzonkach topoli czarnej (Populus nigra), a konkretnie na ich liściach. Poddawali je wielu eksperymentom - wystawiali na działanie temperatury wyższej niż optymalna, różne poziomy dwutlenku węgla i pary wodnej. Następnie liście były dokładnie badane, a emitowane przez nie związki - pobierane do analizy.

Eksperymenty pokazały, że gdy liście doświadczyły ocieplenia o 10 stopni Celsjusza, zaczynały produkować dziesięciokrotnie więcej związku chemicznego znanego jako izopren niż zazwyczaj. Ten organiczny związek chemiczny wchodzi w interakcje z tlenkami azotu emitowanymi przez elektrownie węglowe i silniki spalinowe, tworząc ozon troposferyczny, aerozole i inne produkty uboczne, które są niezdrowe dla ludzi i roślin.

- Istnieje pewne interesujące zjawisko, gdy powietrze porusza się nad miastem, zbierając tlenki azotu, a następnie nad lasem, tworząc toksyczny opar - wyjaśnił Thomas Sharkey, współautor badania. - Jakość powietrza na terenach zielonych, jeśli wiatr wieje znad miasta, jest wtedy gorsza niż w samym mieście.

Dotychczasowe badania wykazały, że niektóre rośliny wytwarzają izopren podczas fotosyntezy, a zmiany, przed którymi stoi nasza planeta, mają konkurencyjny wpływ na produkcję izoprenu. Emisja tego związku hamowana jest bowiem przez dwutlenek węgla. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy silniejsze okaże się napędzanie produkcji przez temperaturę czy hamowanie przez CO2.

- Teraz możemy powiedzieć, że wpływ temperatury przewyższa wpływ CO2 - przekazał Sharkey. Do momentu osiągnięcia temperatury 35 stopni Celsjusza, dwutlenek węgla w zasadzie nie tłumi zjawiska. Izopren wylewa się z roślin jak szalony.

Nie powinniśmy jednak popadać w panikę i rozpoczynać masowej wycinki drzew. Według naukowców powinniśmy raczej skupić się na walce ze źródłami emisji tlenków azotu, bez których roślinny izopren przestaje być szkodliwy.

Naukowcy podkreślili jednak, że izopren nie jest tylko naszym wrogiem. Ten sam związek może również poprawić jakość powietrza poprzez uczynienie roślin bardziej odpornymi na czynniki stresogenne, w tym szkodniki i wysokie temperatury.

- Czy chcemy, aby rośliny wytwarzały więcej izoprenu, aby były bardziej odporne, czy też chcemy, aby wytwarzały go mniej, aby nie pogarszać zanieczyszczenia powietrza? Jaka jest właściwa równowaga? - zastanawiał się Sharkey. - To podstawowe pytania napędzające te badania. Im więcej wiemy, tym skuteczniej możemy na nie odpowiedzieć.

Obecnie badacze pracują nad lepszym zrozumieniem procesów produkcji izoprenu. Są szczególnie zainteresowani tym, jak na te procesy wpływa środowisko, zwłaszcza w obliczu zmian klimatycznych. Odkrycie to pomoże naukowcom dokładniej przewidywać, ile izoprenu rośliny będą emitować w przyszłości i lepiej przygotować się na skutki.