Новое исследование показало, что растения регулируют температуру своих листьев, независимо от окружающей температуры воздуха, увеличивая таким образом поглощение углерода в процессе фотосинтеза. Эти данные важны для разработки моделей, помогающих предсказать последствия изменения климата.
Проведенное исследование показало, что температура листьев обычно не соответствует температуре воздуха. © Benjamin Blonder
«Проведенное исследование показало, что температура листьев обычно не соответствует температуре воздуха. Результатом собственной терморегуляции растений является то, что их листья, как правило, теплее, чем воздух, при низкой температуре, и холоднее воздуха при теплой погоде», — рассказал эколог и руководитель работы Шон Михалец из Лос-Аламосской национальной лаборатории США.
Михалец и его команда разработали новую теорию, которая установила связь между запасами энергии в листе от входящих и исходящих тепловых энергетических потоков с углеродной экономической теорией, которая утверждает, что форма и структура листьев в конечном счете определяют эффективность переработки углерода. Путем синтеза этих теорий команда показала, как терморегуляция листьев помогает максимизировать фотосинтез и, следовательно, общее поглощение углерода.
Теория команды является ключом к разработке количественных оценок экологии растений, которая изучает происхождение терморегуляции листьев, или процесс, при котором температура листа отличается от температуры окружающего воздуха.
Большинство растений с помощью фотосинтеза преобразуют энергию света и углекислого газа из атмосферы в сахара, которые усваиваются их листьями, стеблями и корнями. Терморегуляция листа имеет решающее значение для растительной углеродной экономики, поскольку температура листьев определяет скорость фотосинтеза и дыхания. Многие существующие модели системы Земли для предсказания обратной связи взаимодействия растений и атмосферы предполагают, что физиология растений связана с температурой окружающего воздуха. Однако данные исследования показывают, что температура листа может значительно отличаться от температуры воздуха. Такое разделение ослабляет связь между климатом и функциями растений, ограничивая климатические воздействия на рост растений и запасы углерода в экосистемах.
Результаты исследования могут помочь улучшить модели системы Земли и прогнозирования последствий изменения климата.
Исследование опубликовано в издании Nature Plants.