Tüm bunların vücuttaki pigment ile ilgili olduğu ortaya çıktı!
Kuzey yarımkürede kış çok acımasızdır. Sert ortam bazı türleri kış uykusuna yatmaya zorlar. Ayılar enerjiyi bahara kadar korumak için metabolik durumlarını düşürür. Ormanlar ayrıca kışı enerji tasarrufu yaparak ve fotosentezi durdurarak geçirirler.Klorofil adı verilen yeşil bir pigment, bitkilere enerji sağlayan kimyasal enerji üretmek için güneş ışığını ve karbondioksiti (CO2) emer. Fotosentez tarafından üretilen toplam kimyasal enerjiye toplam birincil üretim (GPP) denir. Yaprak dökmeyen ormandaki GPP, bilim insanlarına bu devasa sistemlerin ne kadar karbondioksit aldığını söyleyebilir. Fotosentez, karbondioksiti atmosferden çektiğinden, küresel karbon seviyelerini izlemek için orman faaliyetlerini anlamak çok önemlidir.
Yıllardır bilim adamları, GPP'yi izlemek için yaprak döken ormanların yeşilliğindeki değişiklikleri izlemek için uyduları kullanıyorlar. Sonbahar ve kış aylarında, düşen yapraklar uykuda iken kahverengiye döner ve düşer. İlkbahar ve yaz aylarında klorofil yeşil yapraklar olarak geri döner ve fotosentez artar. Bununla birlikte, yaprak dökmeyen ağaçlar, tüm yıl boyunca yeşil iğneleri klorofil ile doldurur ve bu da bilim adamlarının fotosentezin başlangıcını ve düşüşünü büyük ölçüde tespit etmesini engeller. Yeni bir çalışma, mevsimsel GPP döngüsünü ilk kez fotosentez sürecine bağlar, ancak bazı uydular, güneşin neden olduğu floresans (SIF) bu süreci zaten izleyebilir. Güneş enerjisi klorofili daha yüksek bir enerji durumuna getirdiğinde fotosentez gerçekleşir.
- Güneşin neden olduğu floresanın (SIF, kırmızı çizgi) mevsimsel dinamikleri, Colorado'daki Niwot Ridge iğne yapraklı ormanının günlük kümülatif toplam birincil üretimi (GPP, siyah çizgi) ile yakından ilişkilidir. Resim: Magney ve diğerlerinden uyarlanmıştır. PNAS (2019)
Klorofil normal durumuna döndüğünde, fotonlar yayar ve üretilen ışık çıplak göz için çok düşüktür, bu da "parıltı" (SIF) ile sonuçlanır. İşbirlikçi bir araştırma ekibi, Colorado'nun yaprak dökmeyen ormanında sezon boyunca floresanın "parıltısını" ölçmek için bir kule üzerinde bir tarama spektrometresi kullandı. Ekip, SIF'i iğne fizyolojisi, kanopi fotosentezi ve uydu floresanı ile birleştiren ilk kişi oldu. Günlük ve mevsimsel SIF modellerinin, GPP'nin zamanı ve boyutuyla yakından eşleştiğini buldular. İlkbaharda, yaprak dökmeyen bitkiler, uyduların ölçebileceği SIF ile yakından eşleşen floresan ve fotosentez yapmak için iğnelerdeki klorofili aktive eder.
Bitkilerin sert kışlarda kendilerini koruma yollarından biri, "güneşten korunma" görevi görebilen hafif koruyucu pigmentler kullanmaktır. Araştırmalar, bitkiler bu güneş kremini kullandıklarında hem fotosentez hem de flüoresansın azaldığını, bu da bilim insanlarının SIF sinyalinden emin olmasını ve yaprak dökmeyen ormanlarda solunumu (karbondioksit emilimi) izlemek için bir ajan olduğuna inanmasını sağladığını buldu. Artık bilim adamları, yaprak dökmeyen ormanlardaki fotosentetik aktiviteyi benzeri görülmemiş bir ölçekte ölçmek için uydulardan gelen floresan ölçüm verilerini kullanabilir. Yaprak dökmeyen ormanların parlaklığını uzaydan görerek, bu ormanların iklim değişikliğine nasıl tepki verdiğini daha iyi anlayabiliriz. NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı ve California Teknoloji Enstitüsü'nden bilim adamı Troy Magni şunları söyledi:
- (Boke Park-Picture) Spektrometre sistemi, verileri ölçmek ve toplamak için Colorado, Niwote Ridge, Colorado'nun subalpin iğne yapraklı ormanındaki bir kulenin tepesine kuruldu.Bilim adamları, sistem tarafından ölçülen güneş kaynaklı floresansı (SIF) ve iğne yapraklıları ölçtüler. İğnelerin iç fizyolojik değişiklikleri, SIF'in mevsimsel döngüsünü neden görebildiğimizi daha iyi anlamak için karşılaştırıldı. Resim: Troy Magney
Büyük ölçekte fotosentezi görebilmek için teknoloji geliştirmek için çok çalışıyoruz, bu nedenle biyosfer tarafından ne kadar karbondioksit tüketildiğini biliyoruz. Magney ve ekibi Colorado, Niwot Ridge'in subalpin iğne yapraklı ormanındaki bir kulenin tepesine bir spektrometre sistemi kurdu ve sistemden veri topladı. SIF mevsimsel döngüsünü neden görebildiğimizi daha iyi anlamak için kozalaklı iğnelerin içindeki fizyolojik değişiklikleri çözebilir. Tüm bunların pigmentlerle ilgili olduğu ortaya çıktı. Sen ve ben güneşten yanabiliriz, çok fazla UV radyasyonu hücrelerimize zarar verebilir. Bazı insanlar kendilerini koruyabilir - derileri güçlü ışık ortamına uyum sağlamak için daha fazla melanin üretir ve bitkilerin de farklı ama benzer bir süreci vardır.
Güneşin enerjisini kullanmak için fotosentez olmadan bitkilerin kendilerini korumaları gerekir. Araştırmacılar, kozalaklı ağaçların lutein döngüsünün bir parçası olan ve dokularını aşırı ışıktan koruyan çok sayıda pigment ürettiğini keşfettiler. Sezon boyunca, flüoresanı ve fotosentezi azaltmak için "güneş koruyucu" bileşimi (kışın daha fazla, yazın daha az) değişir. Son olarak, bitkiler tarafından yayılan soluk floresanı ölçerek, karasal biyosfer tarafından alınan karbonun zamanını ve miktarını doğru bir şekilde görebiliriz. Bu, ormanların iklim değişikliğine nasıl tepki verdiğini anlamamıza yardımcı olacak ve gelecekteki iklim değişikliğine nasıl tepki verebileceklerini önerecek.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Utah Üniversitesi
Referans Periyodik "Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri"
DOI: 10.1038 / s41561-019-0370-2
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
