science >> Wetenschap >  >> Natuur

Monoterpeen meet hoe bepaalde bossen reageren op hittestress

Monoterpenen komen in de natuur vrij en hebben orden van grootte verschillen in hun biologische activiteiten en chemische reactiviteiten. In tropische bossen, deze chemicaliën kunnen een indicator zijn van de reactie van planten op cellulair en ecosysteemniveau op verhoogde temperaturen. Krediet:US Department of Energy

In de tropen, bossen verbruiken grote hoeveelheden koolstofdioxide door middel van fotosynthese. Verhoogde temperaturen onderdrukken de opname van kooldioxide en stimuleren planten om de chemische monoterpeen uit te stoten. Wetenschappers ontdekten dat de chemische stof kan worden gebruikt om de temperatuur van het bos op te nemen. Waarom? Een monoterpeen "thermometer" verandert in reactie op warmte, maar niet in tijd of ruimte.

Een monoterpeen "thermometer" kan een nieuw hulpmiddel zijn in studies van de opwarming van de aarde in de tropen en daarbuiten. specifiek, het kan inzicht bieden in de terugkoppeling van de koolstofcyclus in de tropische biosfeer-atmosfeer. Dit werk biedt ook mogelijkheden om een ​​"thermometer"-gen te ontwikkelen in landbouwgewassen. Het gen zou kunnen fungeren als een sensor van stress tijdens droogtes en andere extremen.

Tropische bossen worden in toenemende mate bedreigd door hogere temperaturen die kunnen leiden tot oxidatieve stress, maar de fysiologische mechanismen die planten gebruiken om met deze omstandigheden om te gaan, blijven slecht begrepen. In dit onderzoek, wetenschappers melden de ontdekking van een monoterpeen "thermometer" uit tropisch bos. De samenstelling van monoterpeenemissies verandert als functie van de temperatuur. Het team vond een hoge temperatuurgevoeligheid van de samenstelling van monoterpeenemissies van tropische bladeren over een breed scala van temporele (minuten tot seizoenen) en ruimtelijke (blad tot ecosysteem) schalen. Aangezien de uitstoot van monoterpeen toenam met de temperatuur, de compositie verschoof. Zeer reactieve monoterpenen waren goed voor een groter deel van het totaal onder hoge temperatuurstress.

Dit resultaat suggereert een biologische functie van deze zeer reactieve monoterpenen in de tropen. Gezien hun hoge reactiviteit tegen zowel atmosferische als biologische oxidanten, de resultaten suggereren dat monoterpenen een belangrijke rol spelen in de thermotolerantie van fotosynthese door te functioneren als effectieve antioxidanten in planten en als efficiënte atmosferische voorlopers van secundaire organische aerosolen, waardoor oppervlaktekoeling en waterrecycling worden verbeterd. Dus, monoterpeensamenstelling kan een nieuwe gevoelige "thermometer" van bladoxidatieve stress en atmosferische reactiviteit vertegenwoordigen. Daarom, monoterpeen kan een nieuw hulpmiddel zijn in toekomstige studies van de opwarming van de aarde op de terugkoppeling van de koolstofcyclus in de tropische biosfeer-atmosfeer.