Nieuws
Eeuw lang extra CO2 voor tropische bomen heeft positief effect op fotosynthese
De CO2-concentratie in de atmosfeer neemt snel toe, met allerlei negatieve gevolgen voor het klimaat. Maar er is ook een positief effect, zo ontdekten wetenschappers van WUR: de extra CO2 zorgt al een eeuw lang voor efficiëntere fotosynthese in tropische bomen. Dat is goed nieuws, want efficiëntere tropische bossen kunnen meer CO2 opnemen en daarmee helpen bij het remmen van klimaatverandering. Deze ontdekking komt voort uit een nieuwe onderzoeksmethode, waarmee wetenschappers CO2-effecten tot honderd jaar terug in de tijd kunnen analyseren.
Jaarringen als tijdcapsule
Voor het onderzoek verzamelden wetenschappers houtmonsters van rode cederbomen in Australië, Thailand en Bangladesh, met behulp van een holle boor. Deze boor haalt een cilindervormig stukje hout uit de boom, waarop jaarringen zichtbaar zijn. “Aan zo’n jaarring kan je niet alleen zien hoeveel een boom heeft gegroeid, maar het is ook een soort tijdscapsule van hoe de boom heeft gefunctioneerd in dat jaar”, vertelt Sophie Zwartsenberg, hoofdauteur van de studie. “Die informatie ligt besloten in de chemische samenstelling van het hout. Die hebben we hier in detail onderzocht.”
Koolstof, zuurstof en suiker
Met chemische analyses in de jaarringen konden de onderzoekers nagaan hoe efficiënt de bomen de afgelopen eeuw suikers produceerden door fotosynthese. Suikers zijn de belangrijkste energiebron voor bomen, en planten in het algemeen. Zonder suikers kan een boom niet groeien of overleven.
Fotosynthese hangt af van de hoeveelheid CO2 in de lucht. Als er weinig CO2 is, maakt het enzym dat CO2 moet vangen vaker een fout en pakt het per ongeluk zuurstof (O2). “Stel je een grabbelton voor,” zegt PhD-kandidaat Sophie Zwartsenberg. “Als er veel CO2-balletjes in zitten tussen de zuurstof, is de kans groter dat het enzym de CO2 pakt. Als dat mislukt en het enzym pakt zuurstof, dan verspilt de boom energie zonder dat er suiker wordt gemaakt. Dit proces heet fotorespiratie, en is iets anders dan fotosynthese.” Een toename in fotosynthese is positief voor een boom, omdat die extra suikers gebruikt kunnen worden voor onderhoud en groei. Het is ook positief voor de mens want bomen met meer fotosynthese halen meer CO2 uit de lucht.
Een houtsnipper in een enorme magneet
De chemische analyses die het team uitvoerde zijn ontwikkeld aan een Zweedse universiteit. Daar is aangetoond dat suikermoleculen die via fotosynthese (dus na binding met CO2) worden gevormd een iets andere vorm hebben dan suikers die zijn gevormd na fotorespiratie (binding met O2). Dit wordt gemeten met behulp van een enorm apparaat dat met magnetische velden de houtsnippers onderzoekt. Zwartsenberg: “Het is een soort enorme MRI-machine.”
Een eeuw lang telkens wat efficiënter
Door de metingen met magnetische velden aan de vorm van suikermoleculen in jaarringen, konden de onderzoekers een duidelijke toename in de efficiëntie van fotosynthese is aantonen. Het team vond ook dat kleinere bomen efficiënter zijn dan grote bomen. “Dit is de eerste keer dat we het effect van een eeuw lang extra CO2 hebben kunnen aantonen voor volwassen bomen die onder natuurlijke omstandigheden zijn gegroeid”, zegt Wagenings hoogleraar en coauteur Pieter Zuidema. Positieve CO2-effecten op fotosynthese zijn al langer bekend voor kleine planten uit kasstudies. “Dat de balans tussen fotosynthese en fotorespiratie is verschoven richting fotosynthese betekent dat tropische bossen dus al een eeuw lang meer suikers produceren. Alleen is het de vraag waar die bomen die extra suikers in hebben geïnvesteerd. Uit ander onderzoek blijkt dat ze in de meeste gevallen geen bredere jaarringen vormen. Dit zou een mooie volgende stap zijn.”