Debido a su distribución mundial, los árboles tienen un papel extraordinario en la eliminación de cantidades excesivas de CO 2 liberado por nuestras sociedades modernas altamente industrializadas y móviles de la atmósfera. Hasta ahora, sin embargo, no existe ninguna herramienta que permita a los científicos calcular con precisión la absorción de dióxido de carbono de los árboles durante toda su vida útil. Utilizando una secuencia de anillos de crecimiento anual de una década de duraciónde pinos, los científicos del Centro de RMN en el Centro de Biología Química de la Universidad de Umeå KBC han introducido una técnica muy avanzada para rastrear el metabolismo del carbono de las plantas y sus controles ambientales. Esta técnica sienta las bases para una parametrización mucho mejor del cambio climático ymodelos de vegetación global, que dirán lo que depara el futuro.
Dióxido de carbono CO 2La absorción de por la fotosíntesis de la planta generalmente se ve como una forma de contrarrestar las concentraciones constantemente crecientes en CO atmosférico 2 y cambio climático. En experimentos a corto plazo, CO elevado 2 se ha encontrado que aumenta la fotosíntesis, pero no está claro si este efecto fortuito persistirá en las próximas décadas y bajo climas cambiantes.
Los investigadores del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica de la Universidad de Umeå han estado trabajando durante los últimos años para desarrollar métodos que permitan el refinamiento de los modelos climáticos, evaluar el papel de las plantas para reducir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, y tambiénpara dilucidar cómo el cambio climático afecta el metabolismo de las plantas. Estas preguntas no pueden responderse mediante experimentos a corto plazo, por lo tanto, los investigadores de Umeå utilizan archivos de material vegetal y buscan rastros de procesos durante décadas. En publicaciones anteriores, el grupo de investigación de JuergenSchleucher demostró que los modelos de vegetación deberían considerar el metabolismo completo de las plantas. Anteriormente utilizaron material vegetal histórico en los herbarios para estudiar el desarrollo de la fotosíntesis y el metabolismo en las plantas durante un período de tiempo más largo y, por lo tanto, pudieron hacer predicciones para el futuro bajo cambiosCondiciones climaticas.
Con su última publicación en la revista Informes científicos Thomas Wieloch y sus colegas en Umeå, Austria, Suiza y los EE. UU. Informan de un método innovador para examinar el metabolismo de un árbol durante toda su vida útil. En analogía con el uso de un microscopio en lugar de una lupa, los especialistas en RMN midieron el isótopo de carbono13C / 12C en las seis posiciones de CH individuales en glucosa fotosintética. Esto contrasta con las técnicas convencionales, que no resuelven las posiciones de CH individuales, pero determinan un valor promedio sobre todas las posiciones de glucosa. En una serie de anillos negros de árbolPino Pinus nigra, el equipo encontró además del conocido CO 2 señal de captación de varias señales novedosas que informan sobre procesos metabólicos posteriores. Por lo tanto, el nuevo enfoque extrae señales más bien definidas y multiplica el contenido de información de los archivos de la planta, como los anillos de los árboles.
Luego, los científicos observaron anillos de 11 especies de árboles diferentes distribuidos por todo el mundo. "Nuestros resultados de 11 especies de árboles muestran que las proporciones de 13C / 12C en las posiciones individuales de CH dejan una huella digital de la regulación del metabolismo, lo que pareceser similar para todas las especies ", comentó Thomas Wieloch.
"Detectamos varias señales de 13C hasta ahora desconocidas en las moléculas de celulosa de nuestras muestras de anillos de árboles resueltas anualmente. Esto significa que además del CO 2 captación, otros procesos metabólicos también influyen en las relaciones 13C / 12C en las posiciones individuales de CH, y las señales que informan sobre estos procesos pueden recuperarse de las series de anillos de árboles. Las series de anillos de árboles pueden abarcar miles de años, por lo que incluso las preguntas sobre este plazo puedenser abordado "explica Thomas Wieloch.
"Este estudio muestra que podemos analizar la historia metabólica de los árboles con una resolución mucho más alta, de modo que posiblemente podamos detectar si los árboles se aclimatan en climas cambiantes", dice el profesor Juergen Schleucher, uno de los dos directores delCentro de RMN en Umeå.
"Realmente esperamos que nuestro descubrimiento de que las proporciones de 13C / 12C varíen entre las posiciones individuales de CH de la celulosa de anillo de árbol producirá mejores interpretaciones de las señales de isótopos de 13C / 12 C para el ciclo global del carbono"
"Con base en este estudio reciente, ahora pasaremos a proponer mecanismos fisiológicos para los orígenes de las nuevas señales metabólicas, para que eventualmente podamos descifrar cómo aumenta el CO 2 en combinación con el cambio climático afecta el crecimiento de los árboles - durante décadas "
"Los resultados más recientes de esta investigación de RMN de Umeå podrían ser muy relevantes para la silvicultura porque podría brindar a los investigadores del clima mejores datos de antecedentes para sus modelos y brindar a los tomadores de decisiones nuevas ideas sobre cómo adaptar sus planes de manejo forestal y hacer estimaciones de la producción de árboles másrealista ", dice Juergen Schleucher.
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Materiales proporcionado por Universidad de Umea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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