Amerykańscy naukowcy chcą spowolnić zmiany klimatu za pomocą roślin rolniczych. Zmodyfikują je w taki sposób, aby mogły magazynować więcej dwutlenku węgla.

Rośliny są niesamowitymi organizmami. Od setek milionów lat pobierają dwutlenek węgla z powietrza i składują go w swoich materiałach zapasowych, a także pod ziemią, utrzymując kluczową kontrolę nad globalnym klimatem. Od czasu, kiedy człowiek zaczął spalać węgiel i ropę naftową, do atmosfery zaczęły trafiać dodatkowe ilości CO₂. W ciągu roku jest to 37 mld t. Morza i rośliny są w stanie przyjąć połowę z tej dodatkowej emisji. Reszta gromadzi się w atmosferze i podgrzewa Ziemię. Profesor Joanne Chory doszła do wniosku, że trzeba popracować nad wzmocnieniem tej szczególnej zdolności i zastosować ją w najważniejszych roślinach rolniczych, takich jak ryż, kukurydza, pszenica, rzepak, soja i bawełna. Pozwoli to na zmagazynowanie w sposób naturalny blisko 18 gigaton CO₂.

– Większość ludzi postrzega dwutlenek węgla jako zanieczyszczenie. Ale ja, jako biolog roślin widzę drugą stronę CO₂. Najprościej mówiąc, całe życie na Ziemi oparte jest na węglu. Rośliny i mikroby fotosyntetyczne wykorzystują bowiem energię ze światła słonecznego do wychwytywania CO₂ z powietrza i przekształcania go w cukry. W ten sposób jest on zatrzymywany w roślinie. Jednak jest pewien haczyk. Kiedy nadchodzi koniec sezonu wegetacyjnego cała praca roślin, którą wykonały do wyssania CO₂ z atmosfery i wytworzenia biomasy, ponownie wraca do atmosfery. A zatem jak można zmusić rośliny do redystrybucji CO₂ do czegoś, co jest bardziej stabilne? Okazuje się, że jest idealne „urządzenie” do przechowywania węgla, które w niewielkiej ilości wytwarzają korzenie wszystkich roślin i nazywa się suberyną.

prof. Joanne Chory, Instytut Salka

Większy system korzeniowy

„Rośliny idealne” powinny w tym celu wykształcić większe i głębiej sięgające korzenie, które muszą zawierać znacznie więcej suberyny. Jest to substancja, z której zbudowany jest korek. W niewielkich ilościach występuje ona we wszystkich korzeniach. Składa się z olbrzymich molekuł z gęsto upchanymi atomami węgla. Gdyby zaczęto masowo uprawiać rośliny z dużą ilością suberyny w korzeniach, to zgromadzony CO₂ zostawałby po żniwach na polu i byłby powoli uwalniany do atmosfery.

• Sprawdź: Cenne cechy z roślinnego archiwum

W pierwszym etapie prac badawczych znaleziono pojedyncze geny, które wpływają na każdą z niezbędnych cech. Następnie połączono je w jednej roślinie modelowej, czyli rzodkiewniku pospolitym. I na koniec geny będą przenoszone na rośliny uprawne. Za 3 lata powinny być gotowe pierwsze zmienione biotypy najważniejszych roślin uprawnych.

Z pewnością dużym wyzwaniem będzie zachęcenie firm nasiennych i rolników, aby chcieli kupować takie nasiona. Dlatego taka zmiana nie może mieć wpływu na plony. Co ciekawe, takie rośliny będą wzbogacać gleby w węgiel w większym stopniu. Więcej suberyn rozpadnie się na małe cząsteczki i nada glebie nową teksturę i kolor – stanie się pulchniejsza i ciemniejsza.

Ogromne możliwości zatrzymywania

Pomysł przejęcia z atmosfery CO₂ za pomocą roślin nie jest nowy. Projekty zalesiania mają na celu podobny efekt. Jednak w przeciwieństwie do nich „rośliny idealne” nie potrzebują nowych powierzchni, bo mają rosnąć wyłącznie na istniejących już polach. Prognozy przeprowadzane przez naukowców co do oczekiwanych korzyści są imponujące. Sześć wspomnianych roślin uprawnych rośnie obecnie na ponad 800 mln ha powierzchni. Gdyby tylko na 1/4 tego obszaru uprawiano „rośliny idealne”, to rocznie byłoby można przechwycić ponad 10% nadmiarowego CO₂.

O autorce badań
Profesor Joanne Chory jest cenionym amerykańskim biologiem roślin i genetykiem. Jest też dyrektorem Laboratorium Biologii Molekularnej i Komórkowej Roślin w Instytucie Badań Biologicznych Salka (Kalifornia, USA). Swoją karierę naukową podporządkowała zrozumieniu roślin aż do poziomu molekularnego. Otrzymała za to wiele nagród, a wyniki jej badań doprowadziły do stworzenia nowych metod hodowlanych. Zależało jej na tym, aby zgromadzona wiedza i nowe techniki mogły być użyte do czegoś większego. Zaczęła się zastanawiać, w jaki sposób rośliny mogą pomóc złagodzić zmiany klimatyczne.