Træer i regnskoven oplever forhøjede temperaturer om natten og ny forskning viser, at det også kan betyde øget vækst. Foto med tilladelse fra Smithsonian Tropical Research Institute
Når verden opvarmes, opvarmes visse dele hurtigere end andre, og det er der, at forskere finder spor i klimaændringer, der kan ændre vores forståelse af plantevækst generelt.
Mens de gennemsnitlige globale temperaturer er steget med ca. 0, 2 grader Celsius pr. Årti siden 1975, har troperne varmet lidt hurtigere med en hastighed på 0, 26 grader pr. Årti. Og i det tropiske Panama om natten bliver tingene endnu varmere. Forskerne Alexander Cheesman og Klaus Winter fandt en stigning på 1, 5 grader i den gennemsnitlige nattetemperatur i de sidste fire årtier. Ved at undersøge, hvad det hopp kunne betyde for tropiske planter, tog paret fig- og balsatræplanter og målte deres vækst ved en række stigende nattetemperaturer. Det, de fandt, er i modstrid med den konventionelle visdom om klimaændringer: planterne lægger mere end dobbelt så meget vægt som frøplanterne holdt ved normale forhold.
Traditionel tænkning, siger Cheesman, der for nylig afsluttede sit post-doc-stipendium med Smithsonian Tropical Research Institute, siger, at planter i løbet af dagen gennemgår fotosyntese, opsamling af kulstof og om natten gennemgår de åndedræt og mister kulstof. Forskellen mellem de to styrer væksten af planten. Varmere temperaturer øger respirationen og reducerer således væksten i henhold til modellen. Men Cheesman siger, at hans forskning alvorligt udfordrer den snarere forenkling af respiration.
”Det er ikke, at det kun er kulstoftab, fordi det ved at miste dette kulstof også gør alle disse andre ting: det producerer ATP (adenosintriphosphat), det producerer metabolske forstadier, der derefter kan bruges til at opbygge nye celler.” Bygger på forskning, der understøtter produktive formål med respiration, Cheesman og Winter var i stand til at vise, at stigende temperaturer ikke forøgede respirationen og dermed langsom vækst som forventet, men snarere steg begge.
Ved anvendelse af kontrollerede miljøkamre og åbne kamre testede parret væksten af to neotropiske træarter. Frøplanter blev opretholdt under konstante dagtemperaturer, svarende til dem i det centrale Panama, og udsat for forhøjede nattetemperaturer i området fra 22 grader til 31 grader Celsius eller 72 grader til 88 grader Fahrenheit.
Sidstnævnte gruppe oplevede vækstrater mere end det dobbelte af den første gruppe. Cheesman mener, det er sandsynligt, at træer med hurtig vækst vil stoppe med at vokse, når de når en bestemt størrelse, hvilket betyder, at der ikke nødvendigvis ville være større træer i skoven. ”Du har planter, der opnår den samme samlede vækst, men med en hurtigere hastighed, ” forklarer Cheesman, ”så det kan godt være, at skovomsætningen bliver hurtigere. ”
”Der er været meget af dette arbejde, der er udført i landbrugssystemer med flerårige og årlige afgrødeplanter, og der er vist lignende ting der, ” men han siger, ”med træer er det bare grundlæggende sværere at køre et eksperiment for hele generationen fra frøplanten op til selv at producere frøplanter. ”
Ikke desto mindre mener Cheesman, at der er en stærk mulighed for, at øget respiration muligvis kan betyde kortere generationer, hvilket vil have en hel række konsekvenser for planternes økologiske systemer.
Den hurtigere hastighed kan også betyde en svagere plante. Uafhængig af denne undersøgelse fandt en anden forsker, Whitman Miller fra Smithsonian Environmental Research Center i Edgewater, Maryland, arbejdende med havgræs ”, at forhøjet CO2 resulterede i hurtigere vækst (en god ting), men ledsagende reduktioner i beskyttende kemiske forbindelser (en dårlig ting ).”
Cheesman siger, at fundet stemmer overens med hans egen erfaring med at studere tropiske arter.
”Vi ser noget lignende i frøplanter, ” siger han. "Forøget nattetemperatur kan resultere i øget skydehøjde og en stigning i internodelængden mellem blade og så det har konsekvenser for ting som strukturel integritet og potentielt vandbevægelse i modne træer." Svagere strukturer kan gøre planter mere modtagelige for parasitter eller svampe, noget Miller bemærker også i sit arbejde.
Selvom han mener, at hans papir signaliserer et behov for at genoverveje modeller af fotosyntesedrevet vækst, anerkender Cheesman undersøgelsens begrænsninger og de mange ukendte.
”Der er meget vigtige advarsler i så meget om, at stigende nattetemperaturer vil resultere i meget forskellige nedbørsmønstre og vandtilgængelighed, som kan have meget dybe konsekvenser for selve trævæksten, ” siger han og citerer et sådant enestående spørgsmål. "Du har en direkte indflydelse på temperaturen og derefter en masse indirekte indflydelse på alle mulige andre ting."
Han håber, at hans fremtidige forskning kan udvide det, han er startet med Winter. ”Jeg er interesseret i, hvordan temperatur interagerer med andre processer, så ikke kun fotosyntesen og respiration, men ting som meristematisk aktivitet, bladudvikling, alle disse processer, og hvordan de alle sammen binder sig sammen til en integreret respons på temperaturen.”
