Een nieuw begrip over hoe planten reageren op hoge temperaturen kan helpen bij het verbeteren van voorspellingen over hoe klimaatverandering de planeet zal beïnvloeden.

Nick Smit, adjunct-hoogleraar aan de Purdue University in bosbouw en natuurlijke hulpbronnen, en postdoctoraal onderzoeker aan het Lawrence Berkeley National Laboratory, wilde weten hoe de koolstofopname door planten wordt beïnvloed door langdurige perioden van verschillende temperaturen. De informatie kan nuttig zijn voor modellen die koolstofopname door planten gebruiken om de effecten van klimaatverandering in te schatten.

"Modellen hebben een goede weergave van veranderingen in temperatuur op korte termijn, maar er zijn weinig gegevens beschikbaar om langetermijnreacties op te nemen, " zei Smit, wiens onderzoek deel uitmaakte van zijn doctoraatswerk onder Purdue Professor Jeffrey Dukes. "Planten zijn momenteel de enige manier waarop koolstofdioxide op het land uit de atmosfeer wordt verwijderd. De manier waarop planten worden weergegeven in deze grootschalige modellen is echt belangrijk."

Smith zette 22 plantensoorten - een verscheidenheid aan eenjarigen en vaste planten, tropische en niet-tropische soorten, en planten die verschillende fotosynthetische routes gebruiken - door een reeks tests waarin werd gekeken hoe ze gedurende zeven dagen 'geacclimatiseerd' aan temperaturen van 15 graden Celsius tot 35 graden Celsius (59-95 graden Fahrenheit). De bevindingen tonen aan dat de planten die waren geacclimatiseerd aan hogere temperaturen in staat waren om zowel fotosynthetische processen die koolstofdioxide uit de atmosfeer halen als ademhalingsprocessen die koolstofdioxide terug naar de atmosfeer afgeven, te versnellen. Hoewel samen genomen, de resultaten suggereren een netto toename van de koolstofopname in planten die zijn geacclimatiseerd aan warmere temperaturen.

Nadat de planten een week waren geacclimatiseerd aan de nieuwe temperaturen, Smith heeft ze een paar minuten blootgesteld aan verschillende extreme temperaturen, van 14 tot 50 graden Celsius (57-122 graden F). Warmere temperaturen versnelden fotosynthetische processen tot een buigpunt, en verminderde tarieven voorbij deze temperatuur. Echter, deze curven werden veranderd door acclimatisatie, met planten die zijn geacclimatiseerd aan warmere temperaturen met hogere buigpunten en hogere snelheden van koolstofopname en -afgifteprocessen.

"In het algemeen, voor alle plantensoorten, acclimatisatie was bijna alomtegenwoordig. Planten acclimatiseerden over het algemeen op een manier die suggereert dat als planten zich aanpassen aan warmere temperaturen, ze vergroten hun vermogen om koolstof uit de atmosfeer op te nemen, ' zei Smit.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Global Change Biologie , suggereren dat planten zich beter kunnen aanpassen aan warmere temperaturen dan ooit werd gedacht, en dat die aanpassingen kunnen helpen om ten minste een deel van de overtollige koolstof in de atmosfeer te verwijderen.

"Onze studie suggereert dat in ieder geval onder het bereik dat we hebben gemeten, de planten raken dit buigpunt niet. We moeten geen afname in fotosynthese of opname van koolstof verwachten op basis van temperatuur alleen, ' zei Smit.

Hoewel dat goed nieuws is, Smith waarschuwt dat er nog veel andere factoren een rol zullen spelen. Een verminderde beschikbaarheid van water of minder planten op de planeet zou waarschijnlijk een negatieve invloed hebben op de koolstofopname.

Smith is van plan de bevindingen te gebruiken om klimaatvoorspellingsmodellen te helpen verbeteren.