二酸化炭素レベルの上昇は本当に植物の成長を後押ししますか？ -InnerSelf.com

: By ウェストミンスター大学スチュアート・トンプソン

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二酸化炭素濃度の上昇は本当に植物の生育を促進するか？
シャッターストック

植物は政治的議論の対象とはならないだろう。多くの予測化石燃料を燃やし、結果として生じる気候変動が、今後数十年間に誰にとっても十分な食糧を育てることを困難にするであろうことを示唆している。しかし、排出量の制限に反対するグループ主張します二酸化炭素（CO?）レベルが高くなると植物の光合成が促進され、食料生産が増加します。

新研究サイエンス CO 増加の影響を予測できることを示唆していますか?植物の成長に関するレベルは、実際には誰もが予想していたよりも複雑である可能性があります。

研究者たちが発見したことを理解するには、光合成に関する少しの背景情報が必要です。これは、光エネルギーを使用して CO2 の変換を促進するプロセスです。植物の成長を促進し、最終的には私たちが依存する食料となる糖に変換されます。残念ながら、光合成には欠陥があります。

COの分子？と酸素は似た形をしており、CO?を収穫する重要なメカニズムであるRuBisCOというキャッチーな名前の酵素であることもあります。酸素分子を CO 分子と間違えますか?。これは問題ではありませんでした RuBisCOが最初に進化したとき。しかし、約30万年前のCO?大気中のレベルは以下に低下しました彼らがしていたものの3分の1。二酸化炭素が少なくなる？その頃、植物は誤って酸素分子をより頻繁に収穫しようとし始めました。今日、これは多くの場合、植物のエネルギーと資源を大幅に消耗します。

暑くなるにつれて、RuBisCO ではエラーが発生しやすくなります。また、水はより早く蒸発するため、植物は乾燥を避けるための措置を講じることになります。残念ながら、葉から出る水が止まると二酸化炭素も止まるのでは？ RuBisCO が CO? 不足になると、代わりに酸素を使用して植物の資源をますます浪費します。 25°C では、植物が生産する量の XNUMX 分の XNUMX が消費される可能性があり、問題はさらに深刻になります温度がさらに上昇するにつれて.

しかし、植物は問題を回避する方法を開発した COをポンプで汲み上げることによって？ RuBisCO が存在する細胞に送られ、光合成をターボチャージします。これらは、これができない通常の C4 プラントとは対照的に、C3 プラントとして知られています。 C4 プラントは、特に高温で乾燥した条件下では生産性が大幅に向上します。彼らは地球の熱帯草原を支配するようになりました。 5m〜10m年前おそらく世界は今や乾燥し、水の使用がより効率的です.

トウモロコシ（トウモロコシ）とサトウキビはC4の植物ですが、ほとんどの作物はそうではありませんが、Bill and Melinda Gates財団が最初に資金を提供したプロジェクトでは米の収量を改善しようとしています。 C4の機械を追加する.

植物の生長と作物の収量の大部分のモデル COの影響を受けるのでしょうか？化石燃料の燃焼によって放出されるものは、通常の C3 プラントの方が性能がよいと考えられてきました。一方、C4プラントのRuBisCOはすでに十分なCOを取得しているのでしょうか？したがって、増加してもほとんど影響がありません。これをサポートしたのは、以前の短期研究.

新しいScience紙は、C3とC4の工場を比較しているプロジェクトのデータを報告しています。過去20年。彼らの発見は驚くべきものです。予想通り、最初の 3 年間は、余分な CO4 のもとで C3 牧草が栽培されました。しかし、同等の C4 はそうではありませんでした。しかし、実験の XNUMX 年目には状況が逆転し、CO 濃度が高くなると CXNUMX 植物のバイオマス生産量が減少しました。そしてCXNUMXプラントはより多くの生産を行っています。

この混乱する結果は、時間が経つにつれて、利用可能な窒素が少なかった C3プロットやその他のC4プロットの植物の成長を肥料化する。その効果は、植物そのものだけでなく、土壌とその微生物の化学作用との相互作用にも起因していました。

これらの結果は、CO?の変化の仕方が示唆されています。確立された生態系への影響は複雑で予測が難しいと考えられます。彼らはCOとしてそれをほのめかしているかもしれません?大気中ではC4熱帯草原が増加する可能性があります。より多くの炭素を吸収する主にC3である森林は、吸収が少ない。しかし、正確な画像は地元の状況に左右される可能性が高い。

食品への影響

これが食糧生産のために何を意味するかは、一見するよりも、より単純で慰めが少ないかもしれません。これらの結果は、生存し、年々成長し続ける草からのものです。しかし、現在の穀物作物は「1年植物」であり、1シーズン後に死亡し、再植菌されなければならない。

その結果、実験ではC4植物の成長を促進したと思われる土壌相互作用を構築する機会がありません。二酸化炭素の増加に応じてC4作物の収量が増加することによって、食料安全保障の問題が解決されるとは期待できません。彼らが実験でやったように。同様に、C3 区画で見られるバイオマスの最終的な減少は、C3 の一年生作物では起こらないはずです。

しかし、ご存知のとおり、C3 植物は高温ではより多くの資源を浪費します。それでは、CO の増加によって光合成が増加するのでしょうか?レベルになる可能性が高い少なくとも取り消されたを通じて、タンピングされたコーヒーベッドの上から均一にフィルターバスケットの内の粉に浸透していきます。地球温暖化の影響それは起こります。それは、降雨パターンの変化を考慮に入れずにより頻繁な干ばつ。うますぎると思われる解決策は、一般的にはそうなのですが、今のところ、CO はどうなるのかという考えには依然として当てはまるようです。作物の収量が向上すれば、世界に食料を供給できるようになります。