Высокий уровень CO₂ вызывает утолщение листьев растений, что может усугубить последствия изменения климата

Ученые установили, что при повышении уровня углекислого газа в атмосфере большинство растений утолщают свои листья. Поскольку человеческая деятельность повышает концентрацию CO₂, растения с более толстыми листьями станут частью нашего будущего. Исследователи из Вашингтонского университета обнаружили, что это физиологическое изменение может усугубить эффекты изменения климата, так как делает растения менее эффективными в поглощении и связывании атмосферного углерода — фактор, который до сих пор не учитывался в климатических моделях.

В исследовании, опубликованном 1 октября в журнале Global Biogeochemical Cycles, ученые сообщают, что при включении данных об утолщении листьев в глобальные климатические модели для условий высокого уровня CO₂, ожидаемого к концу века, «углеродный сток» растений оказался менее продуктивным. Это оставляет в атмосфере дополнительно около 5,8 петаграмм (6,39 млн тонн) углерода ежегодно. Для сравнения, ежегодные выбросы углерода от сжигания ископаемого топлива составляют около 8 петаграмм (8,8 млн тонн). Моделирование также показало, что глобальная температура может повыситься дополнительно на 0,3–1,4 °C сверх уже прогнозируемого роста.

«Если один только этот признак — толщина листа — при высоком уровне CO₂ оказывает такое значительное влияние на будущие климатические изменения, мы считаем, что глобальные климатические модели должны учитывать и другие аспекты физиологии и поведения растений», — заявила ведущий автор работы Марлис Ковенок. Ученые пока не знают точной причины утолщения листьев, но этот эффект задокументирован для многих видов, включая древесные растения, основные сельскохозяйственные культуры (пшеница, рис, картофель) и другие растения с C3-типом фотосинтеза, на который приходится около 95% фотосинтетической активности на Земле.

Листья могут утолщаться до трети от первоначальной толщины, что меняет соотношение площади поверхности к массе и влияет на фотосинтез, газообмен, испарительное охлаждение и накопление сахаров. Исследователи использовали обширные данные экспериментов, собранные за годы, и включили их в общепринятые модели земной системы. Концентрация CO₂ в 710 ppm, использованная в моделировании, значительно ниже возможных 900 ppm к концу века при текущих тенденциях. Наиболее сильное влияние утолщение листьев может оказать в таких регионах, как Евразия и бассейн Амазонки. «Люди — не единственные организмы, способные влиять на климат», — подчеркнула старший автор исследования Абигейл Суонн.