Isınan iklim, kuraklık nedeniyle stres altındayken suyu korumak için akıllı mekanizmalar geliştiren bitkiler de dahil olmak üzere ekosistemler üzerinde dalgalanma etkileri yaratıyor.
Peki bitkilerin kendilerini kuru havaya mı yoksa kuru toprağa karşı mı savunmaları daha olasıdır? Bu soru iklim bilimcileri arasında hararetle tartışılıyor ve aralarındaki ayrım önemli: Önümüzdeki yıllarda sıcaklık artışının gidişatı konusunda fikir birliği varken, küresel ısınmanın toprak nemini nasıl etkileyeceği hakkında daha az şey biliniyor. Bu dinamiği anlamak, güçlü bitki yaşamının hayatta kalmasını sağlamanın en etkili yollarına karar verilmesine yardımcı olabilir.
Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü ve John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’nda yardımcı doçent olan Kaighin McColl liderliğindeki bir ekip, Nature Water’da bitkilerin küçük gözeneklerin kapatılmasını içeren kuraklığa karşı savunma mekanizmalarının olduğunu gösteren yeni bir araştırmaya sahip. Fotosentezi sınırlamak ve suyu korumak için stoma adı verilen yaprakların tetiklenmesi, kuru havadan çok kuru toprak tarafından tetiklenir.
Sonuçları yakın zamanda benimsenen görüşlere meydan okuyor ve hiç bitki bulunmayan bir yerden, yani Utah ve Nevada’nın çorak tuz düzlüklerinden elde ediliyor.
Önceki araştırmalar, bitkilerin kuru topraktan ziyade kuru hava varlığında stomalarını kapatma olasılığının daha yüksek olduğunu bulmuştu, bu nedenle kuraklığın kuraklık tepkisini tetiklediği varsayılmıştı. Ancak McColl ve meslektaşları, bu sonuçların, bitkilerin daha kuru ortamlara karşı hassasiyeti hakkındaki hikayenin tamamını anlatmadığından şüpheleniyorlardı.
Kaighin McColl araştırmasını yürütmek için Batı ABD çölündeki tuz düzlüklerine gitti.
Alex Griswold/Bilim Üniversitesi Çevre Merkezi
“Bu argümandaki sorun, korelasyonun nedensellik anlamına gelmemesidir; Bitkiler stomalarını kapattığında bu aslında havanın daha kuru olmasına neden olabilir, tam tersi değil,” dedi McColl.
Karşıt hipotezlerini araştırmak için, Ocak ayında Berkeley’deki California Üniversitesi’nde çalışmaya başlayan Bilim doktora sonrası araştırmacısı McColl ve başyazar Lucas Vargas Zeppetello, Dünya üzerinde güçlü bir su döngüsüne sahip olan tek yerlerden birini doğal laboratuvarları olarak kullandılar, ancak Batı ABD çölündeki tuzlu düzlüklerde herhangi bir bitki yetişmiyor.
Araştırmacılar, Nevada ve Utah’taki işbirlikçileri tarafından sağlanan tuz düzlükleri verilerini kullanarak, diğer araştırmacıların hava kuruluğu ile nem akışı arasındaki ilişkiyi veya kara yüzeyinden hareketi (bu durumda buharlaşma yoluyla) hesaplayan ve bu değerleri atfeden çalışmalarını çoğalttılar. Bitkiler su tasarrufu sağlamak için stomalarını kapatıyor. Bilim ekibi hesaplamalarının önceki çalışmalarla neredeyse mükemmel bir şekilde örtüştüğünü buldu ancak tuz düzlüklerinde bitki olmadığından başka bir açıklama olması gerektiğini biliyorlardı.
Bitkilerin bulunmadığı bu ortamda buharlaşma yalnızca toprağın kurumasına tepki verir. McColl ve Vargas Zeppetello, önceki çalışmalarda nem eksikliğine karşı bitkilerin tepkilerinin abartılmış olabileceği sonucuna vardı. Bunun yerine bitkilerin, terlemeyi ve fotosentezi azalttığı bilinen çevresel bir stres etkeni olan kuru toprağa en şiddetli tepkiyi verdiğini düşünüyorlar.
Bu ne anlama gelir? Küresel bitki ekosistemleri söz konusu olduğunda toprak kuruluğu, hava kuruluğundan daha önemlidir.
Vargas Zeppetello, “Bulgularımız geleceğe yönelik su tahminlerine vurgu yapıyor” dedi. “İnsanlar iklim değişikliği konusunda fikir birliğinden bahsediyor ama bunun aslında küresel sıcaklıklarla ilgisi var. Su döngüsünde bölgesel değişikliklerin nasıl olacağı konusunda çok daha az fikir birliği var.”
Araştırma kısmen Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi.
Peki bitkilerin kendilerini kuru havaya mı yoksa kuru toprağa karşı mı savunmaları daha olasıdır? Bu soru iklim bilimcileri arasında hararetle tartışılıyor ve aralarındaki ayrım önemli: Önümüzdeki yıllarda sıcaklık artışının gidişatı konusunda fikir birliği varken, küresel ısınmanın toprak nemini nasıl etkileyeceği hakkında daha az şey biliniyor. Bu dinamiği anlamak, güçlü bitki yaşamının hayatta kalmasını sağlamanın en etkili yollarına karar verilmesine yardımcı olabilir.
Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü ve John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’nda yardımcı doçent olan Kaighin McColl liderliğindeki bir ekip, Nature Water’da bitkilerin küçük gözeneklerin kapatılmasını içeren kuraklığa karşı savunma mekanizmalarının olduğunu gösteren yeni bir araştırmaya sahip. Fotosentezi sınırlamak ve suyu korumak için stoma adı verilen yaprakların tetiklenmesi, kuru havadan çok kuru toprak tarafından tetiklenir.
Sonuçları yakın zamanda benimsenen görüşlere meydan okuyor ve hiç bitki bulunmayan bir yerden, yani Utah ve Nevada’nın çorak tuz düzlüklerinden elde ediliyor.
Önceki araştırmalar, bitkilerin kuru topraktan ziyade kuru hava varlığında stomalarını kapatma olasılığının daha yüksek olduğunu bulmuştu, bu nedenle kuraklığın kuraklık tepkisini tetiklediği varsayılmıştı. Ancak McColl ve meslektaşları, bu sonuçların, bitkilerin daha kuru ortamlara karşı hassasiyeti hakkındaki hikayenin tamamını anlatmadığından şüpheleniyorlardı.
Kaighin McColl araştırmasını yürütmek için Batı ABD çölündeki tuz düzlüklerine gitti.
Alex Griswold/Bilim Üniversitesi Çevre Merkezi
“Bu argümandaki sorun, korelasyonun nedensellik anlamına gelmemesidir; Bitkiler stomalarını kapattığında bu aslında havanın daha kuru olmasına neden olabilir, tam tersi değil,” dedi McColl.
Karşıt hipotezlerini araştırmak için, Ocak ayında Berkeley’deki California Üniversitesi’nde çalışmaya başlayan Bilim doktora sonrası araştırmacısı McColl ve başyazar Lucas Vargas Zeppetello, Dünya üzerinde güçlü bir su döngüsüne sahip olan tek yerlerden birini doğal laboratuvarları olarak kullandılar, ancak Batı ABD çölündeki tuzlu düzlüklerde herhangi bir bitki yetişmiyor.
Araştırmacılar, Nevada ve Utah’taki işbirlikçileri tarafından sağlanan tuz düzlükleri verilerini kullanarak, diğer araştırmacıların hava kuruluğu ile nem akışı arasındaki ilişkiyi veya kara yüzeyinden hareketi (bu durumda buharlaşma yoluyla) hesaplayan ve bu değerleri atfeden çalışmalarını çoğalttılar. Bitkiler su tasarrufu sağlamak için stomalarını kapatıyor. Bilim ekibi hesaplamalarının önceki çalışmalarla neredeyse mükemmel bir şekilde örtüştüğünü buldu ancak tuz düzlüklerinde bitki olmadığından başka bir açıklama olması gerektiğini biliyorlardı.
Bitkilerin bulunmadığı bu ortamda buharlaşma yalnızca toprağın kurumasına tepki verir. McColl ve Vargas Zeppetello, önceki çalışmalarda nem eksikliğine karşı bitkilerin tepkilerinin abartılmış olabileceği sonucuna vardı. Bunun yerine bitkilerin, terlemeyi ve fotosentezi azalttığı bilinen çevresel bir stres etkeni olan kuru toprağa en şiddetli tepkiyi verdiğini düşünüyorlar.
Bu ne anlama gelir? Küresel bitki ekosistemleri söz konusu olduğunda toprak kuruluğu, hava kuruluğundan daha önemlidir.
Vargas Zeppetello, “Bulgularımız geleceğe yönelik su tahminlerine vurgu yapıyor” dedi. “İnsanlar iklim değişikliği konusunda fikir birliğinden bahsediyor ama bunun aslında küresel sıcaklıklarla ilgisi var. Su döngüsünde bölgesel değişikliklerin nasıl olacağı konusunda çok daha az fikir birliği var.”
Araştırma kısmen Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi.