Изменение климата: растения могут не успевать поглощать углерод из воздуха

Современные климатические модели могут переоценивать способность растений поглощать углекислый газ из атмосферы. Учёные из Мичиганского государственного университета и Лаборатории исследования растений (MSU-DOE Plant Research Laboratory, PRL) провели молекулярное исследование фотосинтеза, позволившее учёным-атмосферникам точнее учесть в моделях малоизученное ограничение этого процесса. Результаты моделирования показывают, что концентрация CO₂ в атмосфере может расти быстрее, чем предполагалось ранее.

Фотосинтез достигает своего предела, когда не может бесконечно наращивать продуктивность. Этот предел связан с утилизацией триозофосфата (TPU) — молекулы, в которую превращается захваченный углерод в цикле Кальвина-Бенсона. «Когда фотосинтез получает слишком много углекислого газа, он не может переработать его в сахара достаточно быстро, — объясняет Том Шарки, профессор PRL. — Растения иногда поглощают меньше углекислого газа по мере роста его уровня в атмосфере».

Включение этого ограничения TPU в климатические модели привело к тревожным прогнозам. Например, если ограничение усилить вдвое, модели показывают, что к 2100 году в атмосфере останется дополнительно 9 гигатонн углерода, которые не будут поглощены растениями. Ограничение TPU усугубляется при высоком уровне освещённости, низких температурах и высокой концентрации CO₂. «Прогноз более тревожный, чем мы думали ранее. Способность растений помочь нам контролировать уровень углекислого газа в атмосфере слабее, чем предполагалось», — заключает Шарки.

Исследование опубликовано в журнале Environmental Research Letters.