Yeni Ağaç Türü Keşfedildi: Bilim Dünyasını Sarsan Gelişme

bilim insanları ağaçları incelediği sürece, onları ürettikleri odun türüne göre iki türe ayırdık. Yumuşak ağaçlar arasında çamlar ve köknarlar bulunur ve genel olarak meşe ve akçaağaç gibi sert ağaçlardan daha hızlı büyürler; sert ağaçların olgunlaşması ve daha yoğun bir odun oluşturması onlarca yıl sürebilir.

Ancak bizim son araştırmalar tamamen yeni bir şey keşfetti: “orta odun” adını verdiğimiz üçüncü bir kategori. Bu keşif, iklim değişikliğinin birincil nedeni olan Dünya atmosferindeki artan karbondioksit (CO₂) seviyelerine karşı mücadelede kıymetli olabilir.

Ağaçlar doğal karbon tutuculardır. Bu, havadan büyük miktarda CO₂ emdikleri ve bunu odunlarında depoladıkları anlamına gelir. Lale ağacı (Liriodendron tulipifera), sarı kavak olarak da bilinir, karbon yakalamada en iyi performansı gösterenlerden biridir. Orta Atlantik ABD’de, lale ağaçlarının hakim olduğu ormanlar arasında depolar iki ve altı kat daha fazla karbon diğer türlerin yaygın olduğu ormanlardan daha iyidir. Lale ağacı zaten plantasyonlarda popüler Güneydoğu Asya’nın bazı bölgelerinde ve şu şekilde anılıyor: karbon yakalama için iyi bir seçim ABD’deki bahçıvanlar ve şehir plancıları için.

Ahşabın iç yapısını analiz etmek için kullanılan geleneksel yöntemler, canlı ve kurutulmuş odun arasındaki farkları göz ardı eder, ikincisinin incelenmesi çok daha kolaydır. Bu bir sorundur çünkü su olmadan, odun moleküler düzeyde değişikliklerZorluk, hala suyunu koruyan odunu gözlemlemektir.

Düşük sıcaklık taramalı elektron mikroskobu olarak bilinen bir tekniği kullanarak bunun üstesinden geldik. Cambridge Üniversitesi’ndeki Sainsbury LaboratuvarıBu, ahşabı nanometre ölçeğinde gözlemlememizi sağlar; insan saçının tek bir telinden 6.000 kat daha küçük yapıları görmemizi sağlar ve aynı zamanda ahşabın nemini koruyarak ağacın canlıyken nasıl göründüğüne dair daha doğru bir izlenim verir.

Ahşap yapısının evrimi

çeşitli ağaçları inceledik Cambridge Üniversitesi Botanik Bahçesi Ahşap yapıların evrimini anlamak için. Evrimsel tarihte önemli kilometre taşlarını temsil eden bitkilerin canlı örneklerini topladık. Bu bitkiler mikroskopa kısa bir yürüyüş mesafesindedir ve bu da örnekleri kurutmadan incelememizi sağlar.

Ağacın esas kimyasal yapı taşı olan ve bitkilere uzun boylu büyüme gücü veren selülozdan oluşan bir lif olan makrofibrilin boyutunun sert ağaçlar ve yumuşak ağaçlar arasında önemli ölçüde değiştiğini bulduk. Meşe ve akçaağaç gibi sert ağaçlarda makrofibril çapı yaklaşık 16 nanometre (nm) iken, çam ve ladin gibi yumuşak ağaçlarda yaklaşık 28 nm’dir. Bu farklılıklar, yumuşak ağaçlar ve sert ağaçların neden farklı olduğunu açıklayabilir ve bazı ağaç türlerinin neden diğerlerinden daha iyi karbon depoladığını anlamamıza yardımcı olabilir.

Ahşabın nasıl evrimleştiğini anlamak, iklim değişikliğini azaltabilecek bitkileri belirlememize ve bunlardan yararlanmamıza yardımcı olabilir. Lale ağacı tek başına bize bunu söylemez, bu yüzden zamanda daha geriye gittik ve bitki evriminin en erken aşamalarının kalıntıları olarak hala var olan nadir ve eski çiçekli bitkilerden oluşan bir grup olan bazal angiospermleri inceledik. Bu grubun bir üyesi Amborella trikopodası28 nm’lik daha büyük makrofibrillere sahip olan bu ağaç, sert ağaç makrofibrillerinin yumuşak ağaçlardan daha sonra ortaya çıktığını göstermektedir.

Peki tam olarak ne zaman oldu bu?

Bu soruyu cevaplamak için mor çiçekli olanlar da dahil olmak üzere manolya ailesini araştırdık. Manolya liliiflorasüs güzellikleriyle bilinen en eski çiçekli bitkilerden bazılarıdır. Test ettiğimiz bitkilerin çapı 15-16 nm olan sert ağaç benzeri makrofibrilleri vardır, bu da yumuşak ağaçtan sert ahşaba geçişin muhtemelen manolyaların evrimi sırasında gerçekleştiği anlamına gelir.

Lale ağacı, manolyaların yakın bir akrabasıdır, ancak odunu yumuşak veya sert ağaç kategorilerine tam olarak uymaz. Bunun yerine, makrofibrillerinin çapı yaklaşık 22 nm’dir – sert ağaçlar ile yumuşak ağaçlar arasındaki aralığın ortasında. Bu ara yapı tamamen beklenmedik bir şeydi ve lale ağacı odununu tamamen yeni bir kategori olan “orta odun” olarak sınıflandırmamıza yol açtı.

Midwood: Süper karbon akümülatörü mü?

Lale ağaçları neden bu eşsiz odun tipine sahip? Kesin olarak söyleyemeyiz fakat bunun milyonlarca yıl önce bu ağaçların karşılaştığı evrimsel baskılarla alakalı olduğuna inanıyoruz.

Lale ağaçları ilk evrimleştiğinde, atmosferik CO₂ seviyeleri milyonda yaklaşık 1.000 parçadan (ppm) 500 ppm’ye düşüyordu. Mevcut CO₂’deki bu azalma, lale ağaçlarını daha verimli bir karbon depolama yöntemi geliştirmeye yöneltmiş olabilir ve bu da onların benzersiz makrofibril yapılarına yol açmış olabilir. Bugün, bu adaptasyon muhtemelen karbonu tutma konusundaki olağanüstü yeteneklerine katkıda bulunuyor.

Daha önce incelenmemiş bir ağaca baktığımızda, bilim insanlarının ağaçları yıllardır yerleştirdiği aynı iki kategoriye (yumuşak odun veya sert odun) girdiğini artık varsayamayız. Orta odun yapısıyla lale ağacı, “karbon açlığı” tutumuyla örtüşüyor. Şimdi, görünüşte benzersiz odun yapısının, karbon yakalama kralı olmasının tek nedeni olup olmadığına bakıyoruz ve daha fazla orta odun ağacı – veya daha da fazla yeni odun türü olup olmadığını bulmak için araştırmamızı genişletiyoruz.

Bu bulgular botanik araştırmanın önemini ve Cambridge Üniversitesi Botanik Bahçesi’ndekiler gibi koleksiyonların bitki biliminde yeni bakış açıları ortaya çıkarmadaki rolünü vurgulamaktadır. Bir dahaki sefere bir botanik bahçesini ziyaret ettiğinizde, bitki krallığında keşfedilmeyi bekleyen birçok gizemin saklı olduğunu unutmayın.

İklim değişikliği hakkında istediğiniz kadar okumaya zamanınız mı yok?

Ödüllü haftalık özetimizi gelen kutunuza alın. Her Çarşamba, The Conversation’ın çevre editörü, yalnızca bir iklim sorununu biraz daha derinlemesine ele alan kısa bir e-posta olan Imagine’i yazıyor. Şimdiye kadar abone olan 35.000’den fazla okuyucuya katılın.