งานวิจัยใหม่เผยว่า พืชอาจไม่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งดูดซับคาร์บอนอย่างที่เคยเป็นมา หากอุณหภูมิของโลกยังคงสูงขึ้น นักวิทยาศาสตร์พบว่าพืชสูญเสียน้ำมากกว่าที่เคยคิดไว้ ซึ่งทำให้การดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง และอาจเปลี่ยนจากแหล่งดูดซับคาร์บอนเป็นแหล่งปล่อยคาร์บอนแทน ปรากฏการณ์นี้อาจส่งผลกระทบต่อสมดุลของระบบนิเวศโลก และทำให้ภาวะโลกร้อนรุนแรงขึ้น
ดร. ฌอน มิคาเลตซ์ ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ผู้เชี่ยวชาญด้านพฤกษศาสตร์ ค้นพบว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พืชจะปล่อยน้ำผ่าน "คิวติเคิล" (cuticle) หรือชั้นเคลือบขี้ผึ้งบนใบ มากกว่าผ่านปากใบ (stomata) ซึ่งเป็นช่องเปิดขนาดเล็กที่ใช้แลกเปลี่ยนก๊าซ โดยปกติพืชสามารถปิดปากใบเพื่อลดการสูญเสียน้ำได้ แต่คิวติเคิลไม่สามารถปิดได้ ทำให้พืชยังคงคายน้ำแม้ในภาวะอากาศร้อนจัด
เมื่อพืชสูญเสียน้ำมากขึ้นโดยไม่สามารถควบคุมได้ ส่งผลให้พวกมันไม่สามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้เต็มที่ ทำให้ประสิทธิภาพของการสังเคราะห์แสงลดลง และจำกัดความสามารถในการกักเก็บคาร์บอนของพืช เมื่อพืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้น้อยลง คาร์บอนที่ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ภาวะโลกร้อนรุนแรงขึ้น
ในการศึกษาพืช 200 ชนิดในแวนคูเวอร์ พบว่าการสังเคราะห์แสงของพืชเริ่มล้มเหลวที่อุณหภูมิ 40-51°C และเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 60°C พืชจะเริ่มเสียหายอย่างรุนแรง เนื่องจากโปรตีนในเซลล์ถูกทำลายจนพืชไม่สามารถอยู่รอดได้ นอกจากนี้ งานวิจัยยังพบว่าหากอุณหภูมิโลกสูงขึ้นถึง 30°C พืชบางชนิดอาจเริ่มปล่อยคาร์บอนมากกว่าที่พวกมันดูดซับ ซึ่งเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญที่อาจส่งผลให้ระบบนิเวศโลกเข้าสู่ภาวะวิกฤติ
สรุปข่าว
นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาจุดเปลี่ยนของระบบนิเวศที่พืชทั่วโลกอาจปล่อยคาร์บอนมากกว่าการดูดซับ ซึ่งอาจทำให้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่ใช้พยากรณ์อนาคตของโลกต้องถูกปรับแก้ใหม่ เนื่องจากข้อมูลที่เคยมีอาจประเมินบทบาทของพืชต่ำเกินไป หากพืชไม่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งดูดซับคาร์บอนได้ตามเดิม ภาวะโลกร้อนอาจรุนแรงขึ้นเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้
ดร. มิคาเลตซ์เคยทำงานที่ Biosphere 2 ซึ่งเป็นโครงการวิจัยที่ออกแบบมาเพื่อสร้างระบบนิเวศปิดคล้ายโลก นักวิจัยกลุ่มหนึ่งถูกกักตัวอยู่ในระบบนิเวศนี้เป็นเวลาสองปีโดยไม่รับออกซิเจนหรือเสบียงจากภายนอก แต่การทดลองกลับพบปัญหาหลายอย่าง เช่น การสะสมของคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป และผลกระทบของความเครียดต่อผู้เข้าร่วมโครงการ
แม้ว่า Biosphere 2 จะไม่สามารถจำลองระบบนิเวศที่สมบูรณ์แบบได้ แต่มันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลต่อพืชอย่างไร ผลวิจัยจากที่นี่ยังช่วยยืนยันว่าพืชมีขีดจำกัดในการรับมือกับความร้อน และอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วอาจทำให้พืชทั่วโลกเข้าสู่ภาวะวิกฤตเร็วกว่าที่คิด
แม้ว่าพืชจะสามารถอยู่รอดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในอดีตได้นับร้อยล้านปี แต่ทุกสายพันธุ์ก็มีขีดจำกัดตามกฎของฟิสิกส์ หากโลกร้อนขึ้นเร็วกว่าที่พืชสามารถปรับตัวได้ บทบาทของพืชในฐานะ "ตัวช่วยดูดซับคาร์บอน" อาจลดลงอย่างมาก และในที่สุด พวกมันอาจเปลี่ยนเป็นแหล่งปล่อยคาร์บอนแทน
ความเข้าใจในกระบวนการนี้เป็นสิ่งสำคัญต่อการพยากรณ์สภาพอากาศในอนาคต และอาจเป็นกุญแจสำคัญในการวางแผนรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ เพื่อปกป้องระบบนิเวศและลดผลกระทบจากภาวะโลกร้อนที่อาจรุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ
ที่มาข้อมูล : scitechdaily
ที่มารูปภาพ : Reuters