Da bi drevesa rasla, morajo skrbno nadzorovati svojo vodno bilanco. Študija Univerze v Baslu prikazuje, kako se drevesa odzivajo na sušo – in spreminja prejšnje predpostavke.
Rastline imajo na spodnji strani listov majhne pore, imenovane stomate. Ko sonce vzide, se te pore odprejo in rastline absorbirajo ogljikov dioksid (CO2) iz ozračja, ki ga skupaj s sončno svetlobo in vodo potrebujejo za fotosintezo. Hkrati voda izhlapeva skozi odprte stomate; pri drevesu lahko to znaša več sto litrov na dan.
Ko je vode malo, lahko rastline zaprejo listne reže in s tem preprečijo izhlapevanje vode. Dejstvo, da imajo rastline ta zaščitni mehanizem, ni nič novega. Vendar do sedaj ni bilo jasno, kdaj se začne in kaj ga sproži. Raziskovalci na Oddelku za okoljske znanosti Univerze v Baslu so objavili nove ugotovitve na to temo v reviji "Nature Plants". Večina merilnih podatkov prihaja iz gozdnega laboratorija Univerze v Baslu v Hölsteinu v kantonu Basel-Landschaft, kjer jim žerjav omogoča preučevanje procesov v krošnjah odraslih dreves.
Izhlapevanje vode skozi listne reže je pasiven proces med absorpcijo CO2. Izguba vode je torej cena, ki jo rastlina plača za fotosintezo. Z zaprtjem listnih rež lahko ustavi izhlapevanje, vendar se s tem odpove fotosintezi. "Raziskovalci se pri rastlinah tradicionalno osredotočajo na fotosintezo. Zato se je prej domnevalo, da drevesa dajejo prednost temu procesu in posledično ohranjajo listne reže odprte čim dlje, da absorbirajo CO2, in jih zaprejo le, ko ni druge možnosti," pojasnjuje vodja študije prof. dr. Ansgar Kahmen.
Ko voda izhlapeva skozi listne reže, se v celicah in vodnih kanalih ustvari vakuum. Zaradi tega sesanja voda potuje iz korenin skozi kanale v rastno plast debla in v krošnjo drevesa. Tam nadomesti vodo, sproščeno v ozračje.
Drevesa običajno potrebujejo celo noč, da nadomestijo vodo, izgubljeno čez dan. V tem času so listne reže zaprte in rastlinske celice se napolnijo z vodo. To ustvarja tako imenovani turgorski tlak na celičnih stenah, ki je potreben za podaljševanje celic. Zato drevesa rastejo ponoči.
Če so tla suha, ni dovolj vode za popolno obnovo vodnih zalog. Posledično je nasičenost celic z vodo prenizka, turgorski tlak pa ostane nizek. To zavira rast dreves tudi v zmerni suši. Ko se suša stopnjuje, sesanje v celicah in poteh postaja vse močnejše, dokler vodne nitke v tkivu ne počijo. Posledično nastanejo zračni mehurčki, znani kot embolije. »Ko se to zgodi, nastane nepopravljiva škoda, sistem za prenos vode se zruši in rastlina na koncu umre,« pravi Ansgar Kahmen.
Do sedaj se je domnevalo, da drevesa zaprejo listne reže le tik preden pride do teh embolij, da bi čim dlje ohranila fotosintezo. Nova študija zdaj kaže, da listne reže ostanejo zaprte prej, in sicer takrat, ko je ponoči težko absorbirati vodo. "Prvič smo lahko pokazali, da drevo zjutraj sploh ne odpre listnih rež, če čez noč ni moglo absorbirati dovolj vode," pravi Kahmen. Na ta način se drevo odpove fotosintezi v korist rasti.
Po Kahmenovih besedah je ta prednostna razvrstitev popolnoma smiselna. Če rastlina zaradi pomanjkanja vode preneha rasti, lahko izvaja toliko fotosinteze, kot želi – nastalih produktov ne more izkoristiti. » Cilj torej ni optimizirati fotosintezo in jo čim dlje vzdrževati, temveč čim bolj učinkovito izkoristiti produkte fotosinteze za rast, « povzema rastlinski fiziolog.
Ugotovitve bi lahko vplivale tudi na izračune sekvestracije CO2 v gozdovih. Če so listne reže v sušnih obdobjih odprte krajši čas, kot je bilo prej predpostavljeno, drevesa absorbirajo manj ogljikovega dioksida iz ozračja. »Podnebne modele, ki predpostavljajo določeno povečanje prostornine shranjevanja, bi bilo zato treba prilagoditi,« pravi glavni avtor Richard L. Peters, nekdanji podoktorski študent na Univerzi v Baslu in zdaj profesor na Tehniški univerzi v Münchnu (TUM). Zlasti v kontekstu podnebnih sprememb, ki vodijo tudi do toplejših in predvsem sušnejših poletij v Švici, bi se lahko absorpcija ogljika spremenila bolj, kot je bilo prej predpostavljeno.
»Izjemno je, da naša opažanja glede listnih rež veljajo za vse drevesne vrste , ne glede na to, ali so listavci ali iglavci. Zato ni mogoče določiti zgolj s procesom zapiranja listnih rež, kako dobro se drevesna vrsta spopada s sušo,« pravi Peters.
izvirno objavo
Richard L. Peters in drugi.
Enotna regulacija zapiranja stomat pri zmernih drevesnih vrstah za ohranjanje nočnega turgorja in rasti
Naravne rastline (2024)
Preberite tudi
Gozdovi lahko "mislijo": Drevesa nadzorujejo svoje sobivanje za optimalno sobivanje | Pugnalom
