Оказалось, что растения сами решают, сколько углерода поглотить из атмосферы — и в будущем это может сыграть нам на руку
«Мы обнаружили, что растения контролируют свое дыхание таким образом, которого мы не ожидали: они сами решают, сколько углерода от фотосинтеза они сохраняют для создания биомассы, используя метаболический канал», — рассказал в интервью порталуScienceAlert биохимик из Университета Западной Австралии Харви Миллар.
Если вы вспомните школьную биологию, то окажется, что в процессе фотосинтеза растения производят сахарозу. Это вещество создается в избытке; что-то идет на хранение, что-то расходуется на нужды самого растения. Это называется циклом лимонной кислоты (или трикарбоновой кислоты), и он крайне важен для всей зеленой жизни.
В рамках этого цикла сахароза, имеющая двенадцать атомов углерода, расщепляется на глюкозу с шестью атомами углерода. Затем глюкоза расщепляется на пируват, который имеет три атома углерода. При использовании пирувата в качестве побочного продукта образуется углерод, поэтому именно в этот момент растение принимает особое «решение».
«Вы можете сжечь пируват и высвободить CO2, или вы можете использовать его для создания фосфолипидов, запасенных растительных масел, аминокислот и других вещей, необходимых для производства биомассы», — объяснил ученый.
Это открытие было сделано во время работы над классической растительной моделью организма под названием кресс-салат (Arabidopsis thaliana). Исследователи под руководством специалиста по молекулярным исследованиям растений из Университета Западной Австралии Сюйен Ле пометили пируват C13 (изотопом углерода), чтобы отследить, куда он перемещается во время цикла лимонной кислоты, и обнаружили, что пируват из разных источников используется по-разному.
Это означает, что растение может отслеживать источник пирувата и действовать соответствующим образом, решая либо выпустить его, либо сохранить для других целей.
Хотя растения являются прекрасными хранилищами CO2 — одни только леса хранят около 400 гигатонн углерода — не каждая молекула CO2, поглощаемая растениями, идет в запас. Около половины углекислого газа в итоге выбрасывается обратно в атмосферу.
Возможность заставить растения накапливать немного больше углекислого газа в этом процессе может быть захватывающим способом помочь нашим проблемам с изменением климата.