تنفس گیاهی

سازگاری گیاهان با توجه به افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید

فرکانس‌های ژنتیکی در جمعیت متنوع گیاهی به تغییرات محیطی پاسخ می‌دهند، افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید‌ در جو یک تغییر محیطی است که بر عملکرد گیاه تاثیر‌گذار است، افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید‌ در محیط می‌تواند بر روندهای مختلف فیزیولوژیکی گیاهان تأثیر مثبت بگذارد. به طور خاص، افزایش غلظت CO2 می‌تواند منجر به افزایش سرعت فتوسنتز، سرعت رشد ریشه و شاخه‌ها و بازده استفاده از آب و هم‌چنین کاهش اثر مختلف استرس‌زا مانند خشک‌سالی، شور‌شدن خاک و تغذیه مواد‌معدنی شود. البته میزان افزایش غلظت محدود به بازه‌ خاصی با توجه به نوع و شرایط گیاه است.


غلظت کربن‌دی‌اکسید‌کربن در جو از شروع انقلاب صنعتی در اروپا به تدریج در حال افزایش است‌ و از غلظت حدود ۲۸۰ppm  به غلظت ۴۱۰ ppm در سپتامبر ۲۰۲۰ رسیده است، این افزایش غلظت تاثیر مستقیمی روی فعالیت ربیسکو در فتوسنتز گیاه دارد، و با گذشت زمان منجر به تنظیم غلظت ربیسکو در گیاهان می‌شود. این نشان می‌دهد که سازگاری با تغییرات اخیر در غلظت کربن‌دی‌اکسید جوی به همراه بوده است. مقایسه خصوصیات رشد و فتوسنتز گونه‌های زراعتی در دانه‌های قدیمی‌تر و جدیدتر که با شرایط مختلف کربن‌دی‌اکسید رشد کرده‌اند نتایج متغیری داشته است، که در بیشتر گونه‌های جدیدتر نرخ بالاتری در میزان رشد و فتوسنتز مشاهده شده است. درواقع گیاهان با توجه به تغییرات افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید خود را سازگار می‌سازند و مرحله به مرحله با افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید در طی سالیان رفتار خود را همراه با شرایط محیطی قرار می‌دهند. افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید تدریجی که با توجه به شرایط جوی اتفاق افتاده است ژنتیک گیاه را در پاسخ به افزایش غلظت تحت تاثیر قرار می‌دهد.
مطالعات مختلفی اخیرا در زمینه سازش گیاهان باتوجه به افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید در شرایط جوی انجام شده است. طبق تحقیقاتی که در سال ۲۰۱۸ توسط جیمز بانس در آمریکا با استفاده از بانک بذر بر دانه گونه‌های گیاهی در سال ۱۹۶۶ و ۲۰۰۶ با اختلاف ۴۰ سال جمع‌آوری شده بود نتایجی را به دست آورد که حاکی از سازگاری گیاهان و پاسخ مثبت به افزایش غلظت‌های کربن‌دی‌اکسید که در طی سالیان برای دانه‌های جدید‌تر اتفاق افتاده است را نشان می‌دهد.
نتایج بذر‌‌هایی که در سال ۱۹۶۶ با غلظت ۳۲۰ ppm و در سال ۲۰۰۶ با غلظت ۳۸۰ ppm جمع‌آوری شد در مقابل افزایش و کاهش غلظت کربن‌دی‌اکسید مقایسه گردید، گونه‌های جدیدتر بذر پاسخ بهتری نسبت به افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید در مقایسه با گونه‌های بذری که در سال ۱۹۶۶ جمع‌آوری شده بود نشان دادند به طور کلی رشد نسبی، وزن خشک در بیشتر گونه‌های جدیدتر افزایش پیدا کرده‌ است، این نشان می‌دهد که گیاهان با توجه به تغییرات جوی خود را سازگار می‌سازند و این سازگاری نه تنها بر تنظیم ربیسکو  که در معرض مستقیم کربن‌دی‌اکسید قرار دارد بلکه بر ژنتیک گیاه نیز تاثیر گذار است، بنابراین گیاهی که در غلظت‌های بالاتر رشد کرده پاسخ بهتری نسبت به افزایش غلظت کربن‌دی‌اکسید خواهد داشت و سازگاری گیاه با توجه به شرایط رشد بر گونه‌های بذری آن نیز تاثیر گذار است. علاوه بر این برای هر گیاه مقدار بهینه‌ای از کربن‌دی‌اکسید باید در نظر گرفته شود زیرا گیاه در مقدار مشخصی از غلظت کربن‌دی‌اکسید می‌تواند بیشترین نرخ رشد را داشته باشد.
مهندس یگانه قندریز – تیم وفن – RedSbu -دکتر مجید زندی

آخرین به‌روزرسانی