Прошло 20 тысяч лет: ученые поняли, как деревья влияли на климат Земли

Согласно новому исследованию, древние деревья, возможно, внесли значительный вклад в регуляцию атмосферы Земли в эпоху последнего оледенения за счет процесса, названного неэффективным "дыханием". Специалисты изучили реакцию растительности на снижение концентрации углекислого газа и падение температур, которые наблюдались примерно 20 тысяч лет назад. В основе работы, возглавляемой ученым из Университета штата Пенсильвания, лежал анализ химического состава ископаемых образцов древесины.

В ходе анализа было установлено, что в условиях падения температуры и уровня CO2 у многих деревьев активизировалось фотодыхание. Этот процесс, при котором растение потребляет кислород и выделяет углекислый газ, свидетельствует о снижении продуктивности фотосинтеза и нерациональном расходе энергии. Предполагается, что такое увеличение выбросов CO2 могло действовать как природный стабилизатор, предотвращая чрезмерное охлаждение климата и сохраняя в атмосфере углерод, необходимый для жизнедеятельности растительного мира.

Для исследования особенностей жизнедеятельности растений ледниковой эпохи была использована инновационная технология, позволившая восстановить данные об интенсивности фотодыхания древних деревьев. Суть метода заключается в анализе "кластерных изотопов" в древесине, которые являются своего рода маркером этого биологического процесса. Сопоставление результатов анализа ископаемой и современной древесины показало, что у древних деревьев, росших в относительно теплых зонах, фотодыхание было значительно активнее.

Важнейшие образцы для анализа были извлечены из битумных озер Ла-Брея, расположенных в Южной Калифорнии, где были обнаружены хорошо сохранившиеся остатки древнего можжевельника. Изучение этой древесины подтвердило высокую активность фотодыхания: растения возвращали углекислый газ в атмосферу практически с той же скоростью, с какой поглощали его. Эти выводы дают объяснение тому факту, что концентрация CO2 в атмосфере в ледниковые эпохи не падала ниже критической отметки.

Авторы работы подчеркивают, что им впервые удалось найти экспериментальное подтверждение гипотезы, согласно которой именно усиленное фотодыхание растений поддерживало необходимый минимум углекислого газа в атмосфере тысячи лет назад. Изучение этого естественного механизма саморегуляции биосферы в условиях серьезных климатических изменений крайне важно для уточнения современных моделей климата и составления прогнозов о реакции флоры на будущие перемены.