世界の一部の地域では、二酸化炭素濃度が非常に上昇し、植物の葉が厚くなり始めています。

厚い植物の葉は二酸化炭素の吸収効率が低いため、二酸化炭素レベルの上昇に対するこの一見無害な生理学的反応 気候変動の影響を悪化させる可能性があるワシントン大学の研究者らによると。

植物は毎年、光合成を通じて大気から大量の二酸化炭素を吸収します。光合成とは、ほとんどの植物が水と二酸化炭素から食物を合成するプロセスです。

このプロセスにより、地球の大気から数十億トンの二酸化炭素が除去され、人間による化石燃料の排出による影響の軽減に貢献しています。

しかし、二酸化炭素濃度が上昇し続け、葉が茂ると、世界の森林は温室効果ガスを取り込む効率が低下するだろう。

その結果、大量の二酸化炭素が大気中に残り、地球の気温が現在の予想をさらに0.3～1.4℃上昇させる可能性があるとウィスコンシン大学の研究は述べている。

「植物は将来の環境条件に応じて葉の厚さなどの形質を変化させることが観察されているが、これらの変化が気候に与える影響はまだ定量化されていない」と主著者は述べた。 アビゲイルスワン、大気科学と生物学のUW助教授。

スワンと筆頭著者 マーリーズ・コベノックカリフォルニア州立大学の生物学の博士課程の学生である彼は、地球の大気、海洋、地表を表すコンピューター シミュレーションを使用して、葉の厚さの変化が気候予測にどのような影響を与えるかをテストしました。

そうすることで、彼らは葉の肥厚が表面温度、植物の成長、および植物が光合成によって大気から除去する二酸化炭素の量に与える影響を推定することができました。

彼らのモデルでは、二酸化炭素レベルが 710 百万分率 (ppm) の場合の濃厚化の量をテストしました。これは、最高排出シナリオでは約 2070 年までに発生すると予想されます。 現在の大気中の二酸化炭素濃度は約 410 ppm です。

「私たちは、植物の形質の変化が、これまで説明されていなかった気温の上昇や植物の光合成の相対的な減少など、大規模な気候影響を与える可能性があることを示しています」とスワン氏は述べた。

「これは、葉が厚いほど植物が構築するコストが高くつくため、葉の数が少なくなり、地表の蒸発による冷却が少なくなり、植物による大気からの二酸化炭素の除去が少なくなるために起こります。」

葉が厚くなるのは、イネ科を除くほとんどの種類の葉物植物で観察される生理学的反応であるとコベノック氏は説明した。

「なぜ葉が厚くなるのかについての有力な仮説は、二酸化炭素が増加すると、植物はより多くの光合成を行ってより多くの糖を生成できるようになるが、栄養素などの他の資源が不足しているため、実際には茎や葉などのより多くの組織を成長させることができない可能性があるということです」とコベノック氏は述べた。

「彼らが作り出す余分な糖分はすべて葉の中に蓄えられ、葉が厚くなるのです。 厚い葉は窒素などの栄養素をより小さな葉の面積に集中させ、光合成速度を高く保つのにも役立つ可能性があります。」

植物がもた​​らす地球規模の炭素吸収源は、化石燃料排出の影響を軽減する上で大きな役割を果たしてきました。 植物の葉が予想どおりに厚くなる場合、これは変わる可能性があります。

研究者らはモデリングを通じて、葉が厚くなると年間約5.8ペタグラム、つまり6.39億8万トンの二酸化炭素が大気中に残る可能性があることを発見した。 化石燃料の排出により、毎年約 XNUMX ペタグラムの二酸化炭素汚染が発生します。

彼らのモデリングでは、影響が不均一に分布し、一部の地域の気候や気象パターンに予期せぬ影響をもたらす可能性があることも示されました。

例えば、ユーラシア大陸とアマゾン流域の一部の地域では、最低気温上昇率がさらに高くなることが予想されており、そこでは葉が厚くなり、植物による蒸発冷却や雲の形成が妨げられる可能性がある。

研究者らは、これは植物生理学が将来地球の気候に影響を与える可能性がある方法のXNUMXつにすぎず、正確な気候モデルでは植物の反応を考慮する必要があると強調した。

コベノック氏は声明で、「高二酸化炭素濃度におけるこの単一の特性、つまり葉の厚さだけが、将来の気候変動の過程にこれほど重大な影響を与えるのであれば、今世紀後半の気候がどうなるかを予測しようとする際、地球規模の気候モデルは植物生理機能や植物の行動の他の側面を考慮すべきであると考えている」と述べた。