Planter suger opp rundt en tredjedel av menneskeskapt CO2. Svenske forskere har analysert over hundre år gamle døde planter og funnet ut at CO2-opptaket i plantene har økt. Nå kan opptaket være på vei ned igjen. (Foto: www.colourbox.no)
Planter suger opp rundt en tredjedel av menneskeskapt CO2. Svenske forskere har analysert over hundre år gamle døde planter og funnet ut at CO2-opptaket i plantene har økt. Nå kan opptaket være på vei ned igjen. (Foto: www.colourbox.no)

Planter kan svikte oss som karbonfangere

Ny metode avslører hvordan stoffskiftet til planter har økt – og kan avta – med stigende CO2-nivå.

Published

Det er ikke bare vi mennesker som prøver å fange karbondioksid og lagre det i disse klimakrisetider. Planter – også alger i havet – har gjort det lenge før oss.

De suger til seg rundt en tredjedel av den karbondioksidet som vi slipper ut. Plantene redder oss fra oss selv. Men hvor lenge vil de gjøre det?

Ser stoffskiftet til døde planter

Det blir stadig mer karbondioksid i lufta. Får plantene nok på et tidspunkt? Svenske forskere fra Umeå universitet har klart å lokke et sikrere svar ut av døde planter fra forrige århundreskifte.

Døde planter fra herbarium avslører stoffskiftet sitt når forskere fra Umeå universitet undersøker sukkermolekyler fra plantene med kraftige magnetfelt og radiobølger. De finner at CO2-opptaket har økt med stigene CO2-nivåer i atmosfæren de siste hundre årene, men opptaket kan bli mindre når det også blir varmere. (Foto: Johan Gunséus)
Døde planter fra herbarium avslører stoffskiftet sitt når forskere fra Umeå universitet undersøker sukkermolekyler fra plantene med kraftige magnetfelt og radiobølger. De finner at CO2-opptaket har økt med stigene CO2-nivåer i atmosfæren de siste hundre årene, men opptaket kan bli mindre når det også blir varmere. (Foto: Johan Gunséus)

Med en ny metode har de klart å se stoffskiftet til de gamle, døde plantene – altså hvor mye CO2 de tok opp.

Slik kan forskerne se de lange tidslinjene i plantenes klimaregnskap. Da kan de også se hvor gode klimahjelpere plantene vil bli i framtida.

Først mer, så mindre CO2-opptak

Heldigvis ser det ut til at plantene jobber for oss – i alle fall foreløpig. Jo mer karbondioksid vi slipper ut, desto mer CO2 tar de opp. Dette kalles CO2-gjødsling.

Problemet er at mer CO2 i lufta også øker drivhuseffekten. Lufta blir varmere. Da slår en annen mekanisme inn. Planter og alger tar opp mindre CO2. Hva skjer?

Oksygen og varme ødelegger

Problemet er oksygenet i lufta. Når det blir varmere, vil oksygenet ta CO2 sin plass i stoffskiftet. Dette kalles fotorespirasjon.

Fotorespirasjon er en kjemisk vri på det vanlige stoffskiftet – fotosyntesen. Fotosyntesen suger lys fra sola og karbondioksid fra lufta og lager energi i form av sukker – og oksygen.

Når oksygen fra lufta erstatter CO2 i fotorespirasjonen, lager plantene mindre energi. Fotorespirasjonen kan også gi mindre avlinger i framtida, ifølge forskerne ved Umeå universitet.

Oksygenet – som er nødvendig for oss – er altså verken bra for plantene eller for opptaket av CO2.

Svingende atomkjerner

Hvordan har forskerne klart å se stoffskiftet i planter som har vært døde i over hundre år?

De bruker en teknikk som kalles NMR-spektroskopi. NMR betyr nuclear magnetic resonance – på norsk kjernemagnetisk resonans.

NMR-spektroskopi kan vise strukturen til et molekyl ut fra forskjellige svingetakter eller frekvenser til samme atom – her et hydrogenatom – plassert forskjellige steder i molekylet – her et etanolmolekyl. Loddrett akse er styrken på svingningene. Vannrett akse er frekvens. Denne figuren kommer ikke fra forskningen som er beskrevet i artikkelen. (Foto: (Figur: T.vanschaik, Creative Commons))
NMR-spektroskopi kan vise strukturen til et molekyl ut fra forskjellige svingetakter eller frekvenser til samme atom – her et hydrogenatom – plassert forskjellige steder i molekylet – her et etanolmolekyl. Loddrett akse er styrken på svingningene. Vannrett akse er frekvens. Denne figuren kommer ikke fra forskningen som er beskrevet i artikkelen. (Foto: (Figur: T.vanschaik, Creative Commons))

Forskerne bryter ned plantestoffene til sukkermolekyler fra stoffskiftet. Disse sukkermolekylene legges inn i NMR-spektroskopet.

Her er det et kraftig magnetfelt og radiobølger. Radiobølgene får atomkjernene i sukkermolekylene til å svinge, som radiobølger. Disse svingningene kan fanges opp med en spesiell radiomottaker.

Ulike atomkjerner svinger i ulik takt eller frekvens, omtrent som forskjellige radiostasjoner på skalaen i en mottaker.

Når atomene går sammen i molekyler – for eksempel sukkermolekylene i forsøket – svinger også disse molekylene i forskjellig takt.

Sukkermolekylene er litt forskjellige ut fra hvor mye som er laget i fotosyntese og hvor mye som er laget i fotorespirasjon. Slik kan forskerne se hva slags stoffskifte de døde plantene hadde.

Vår venn torvmosen

Forskerne puttet flere typer gamle, døde planter fra herbariet til Naturhistoriska Riksmuseet og Umeå universitet inn i NMR-maskinen – spinat, myrull og torvmose.

Forskerne fra Umeå universitet har blant annet undersøkt hvordan torvmose tar opp CO2. Gammel død mose synker ned i myrer. Myrer er naturens eget karbonlager. (Foto: Arnfinn Christensen, forskning.no)
Forskerne fra Umeå universitet har blant annet undersøkt hvordan torvmose tar opp CO2. Gammel død mose synker ned i myrer. Myrer er naturens eget karbonlager. (Foto: Arnfinn Christensen, forskning.no)

Mosen er spesielt viktig for oss her oppe i nord. Gammel mose synker ned i myrer og blir torv. Myrer er det nærmeste du kommer et naturlig karbonlager.

Myrer kan være tusener av år gamle. Forskerne håper å utvikle metoden sin, slik at de kan studere enda eldre, døde planter enn de har studert fram til nå.

Stoffskiftet i fossiler

Årringene i trær kan brukes. Ja, til og med urgamle plantefossiler kan fortelle om stoffskiftet sitt, håper forskerne.

Fra fossile blader kan det nemlig også hentes ut sukker fra stoffskiftet, ifølge studien som er publisert i tidsskriftet Proceedings of The National Academy of Sciences (PNAS).

Lenke og referanse:

Ökad koldioxidhalt i atmosfären har förändrat växternas fotosyntes under 1900-talet, nyhetsmelding fra Umeå universitet.

Ina Ehlers m.fl: Detecting long-term metabolic shifts using isotopomers: CO2-driven suppression of photorespiration in C3 plants over the 20th century, PNAS 7. desember 2015, doi: 10.1073/pnas.1504493112.

Hvordan virker NMR? Morsom engelsk forklaring.