Des chercheurs dirigés par la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego ont déterminé que des changements majeurs dans le comportement des plantes se sont produits au cours des 40 dernières années, en utilisant des mesures de changements subtils dans le dioxyde de carbone (CO 2 ) actuellement présentes dans l'atmosphère.

Les deux principaux isotopes, ou des formes atomiques, du carbone sont du carbone-12 ( ¹² C) et carbone-13 ( ¹³ C). Comme le CO2 a augmenté depuis la fin du 19 ^e siècle, Le rapport de ¹³ C à ¹² C en CO atmosphérique 2 a diminué. C'est en partie parce que le CO 2 produite par la combustion de combustibles fossiles a une faible ¹³ C/ ¹² rapport C. Il y a aussi d'autres facteurs dans la nature, cependant, qui ont influencé le taux de diminution du rapport isotopique. Le taux de diminution mesuré du rapport isotopique s'avère différent de ce que les scientifiques attendaient auparavant.

L'équipe dirigée par Scripps a mis à jour le dossier de CO 2 rapports isotopiques qui ont été établis à Scripps depuis 1978 à l'aide d'échantillons d'air prélevés au Mauna Loa d'Hawaï et au pôle Sud. Les chercheurs ont confirmé l'existence de l'écart et en ont examiné plusieurs raisons. Ils ont conclu qu'aucune combinaison de facteurs ne pouvait expliquer de manière plausible les changements dans le CO 2 rapport isotopique à moins que le comportement des plantes ne change d'une manière qui influence la quantité d'eau dont les plantes ont besoin pour leur croissance.

Le travail aide à comprendre les détails de la façon dont les feuilles réagissent aux changements de CO 2 . Avant cette étude, il était déjà clair que les plantes se comportent différemment lorsqu'elles sont exposées à un CO atmosphérique plus élevé 2 niveaux parce que le CO 2 influence le comportement des stomates, les trous microscopiques dans les feuilles qui permettent à une feuille d'absorber du CO2. Ces trous permettent également à l'eau de s'évaporer de la feuille, qui doit être reconstitué par de l'eau apportée aux racines pour éviter le dessèchement. Avec plus de CO 2 dans l'atmosphère, une plante peut se permettre d'avoir des stomates plus petits ou moins nombreux, permettant ainsi plus de photosynthèse pour la même quantité d'eau.

Mais mesurer exactement à quel point les plantes sont devenues plus efficaces dans l'utilisation de l'eau n'a pas été facile. Cette étude propose une nouvelle méthode de mesure de cet effet, parce qu'une feuille devient plus efficace dans l'utilisation de l'eau, cela influence également la façon dont il absorbe les différents isotopes du carbone dans le CO 2 . Lorsque ce facteur est inclus en tant que variable, le rapport des deux formes de CO 2 correspond beaucoup plus aux attentes. La Fondation nationale des sciences, le ministère de l'Énergie, Nasa, et le Fonds Eric et Wendy Schmidt pour l'innovation stratégique ont soutenu l'étude, "Preuves atmosphériques d'une augmentation séculaire mondiale de la discrimination isotopique du carbone de la photosynthèse terrestre, " qui paraît dans l'édition du 11 septembre du journal Actes de l'Académie nationale des sciences .

La recherche soutient une hypothèse de longue date introduite par les biologistes des plantes, qui postule que les plantes atteindront une réponse optimale à l'augmentation du CO 2 niveaux dans l'atmosphère.

"Ce modèle optimal prédit une mise à l'échelle presque proportionnelle entre l'efficacité d'utilisation de l'eau et le CO 2 lui-même, " a déclaré l'auteur principal de l'étude et scientifique de Scripps Ralph Keeling, qui maintient également l'ensemble de données de renommée internationale de la courbe de Keeling mesurant le CO atmosphérique 2 depuis 1958. "Un comportement optimal ou presque optimal a été trouvé dans des études plus petites sur des plantes individuelles, mais cet article est le premier à montrer qu'il peut être évident à l'échelle de la planète entière."

L'augmentation de l'efficacité de la photosynthèse documentée dans cette étude a probablement aidé les plantes à compenser une partie du changement climatique induit par l'homme en éliminant plus de CO2 de l'atmosphère qu'elles ne l'auraient fait autrement.

"Les implications complètes sont encore loin d'être claires, cependant, et tout avantage peut être plus que compensé par d'autres changements négatifs, comme les vagues de chaleur et les conditions météorologiques extrêmes, Perte de biodiversité, le niveau de la mer monte, etc, " a déclaré Keeling.