Tijdens de laatste ijstijd hielpen planten mee om het klimaat leefbaar te houden

Tijdens de laatste ijstijd konden onder andere bomen minder goed CO₂ vasthouden. Hierdoor was de aarde nét warm genoeg om het klimaat voor hen leefbaar te houden.

Wetenschappers stoeien al een tijd met een raadsel: uit veel onderzoeken is inmiddels gebleken dat de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer sterk daalt tijdens een ijstijd, maar altijd nét boven een ondergrens blijft hangen. Hierdoor blijft het nét warm genoeg op aarde om het klimaat voor planten leefbaar te houden.

Al lang wordt daarom vermoedt dat planten er mogelijk iets mee te maken hebben, maar hard bewijs bleef uit. Tot nu: “we vonden een duidelijke link tussen veranderingen in het klimaat en hoe planten daarop reageren,” zegt onderzoeksleider Max Lloyd. “Er blijkt een soort van ‘natuurlijke handrem’ te zijn die we nu pas beginnen te begrijpen.” Het onderzoek is te vinden in Nature Geoscience.

De rol van fotorespiratie

Voor het onderzoek keek het team naar ‘chemische vingerafdrukken’ in Noord-Amerikaanse bomen die groeiden tijdens de laatste ijstijd, zo’n 20.000 jaar geleden. Ze ontdekten dat het proces van fotorespiratie toeneemt bij bomen op het moment dat het kouder wordt en er minder CO₂ in de atmosfeer te vinden is. Fotorespiratie is een ‘verspillend’ proces waarbij planten zuurstof opnemen en CO₂ weer uitstoten. Het maakt een deel van het werk van de fotosynthese ongedaan, en kost dus energie. Het team concludeert dat veel bomen destijds minder CO₂ op konden slaan in hun hout en in de bodem, waardoor ze uiteindelijk meer CO₂ terug de lucht in brachten.

Om dit te achterhalen gebruikten de onderzoekers een nieuwe meetmethode op het onderzochte hout. Hierbij keken ze naar zeldzame varianten van atomen die samen in één molecuul zitten. Zulke ongebruikelijke combinaties ontstaan vaak tijdens het proces van fotorespiratie. Door deze ‘vingerafdrukken’ te vergelijken met die van moderne bomen zagen ze dat bomen uit warmere regio’s tijdens de ijstijd duidelijk meer last hadden van fotorespiratie dan dat bomen dat nu doen.

Hoe planten reageren

Een groot deel van het materiaal komt uit de La Brea Tar Pits in Zuid-Californië. Hier werden onder andere oude stukken jeneverbes gevonden in een uitzonderlijk goede staat. Teamlid Regan Dunn benadrukt het belang van deze collectie: “De relatief onbekende plantenfossielen uit de La Brea Tar Pits zijn een uitstekende bron om te onderzoeken hoe planten op klimaatverandering reageren. Dat is niet alleen belangrijk om het verleden beter te begrijpen. Het kan ons ook helpen met het voorbereiden op de toekomst. Deze planten hebben ons nog zoveel verschillende lessen te leren.”

Uit de analyse blijkt bijvoorbeeld dat sommige bomen de CO₂ die ze tijdens de fotosynthese verzamelden bijna direct weer afgaven. Hieruit blijkt dat fotorespiratie soms ook heel nuttig kan zijn: het kan helpen om de hoeveelheid CO₂ in de lucht in balans houden. “Voor zover wij weten is dit de eerste keer dat we de rol van planten echt konden testen,” zegt Lloyd. “Dat kon alleen door bomen te onderzoeken die daadwerkelijk tijdens die periode groeiden.”

Het team wijst erop dat het effect van fotorespiratie niet kan ontbreken tijdens het doorrekenen van toekomstige klimaatscenario’s. Lloyd: “We proberen te begrijpen hoe planten reageren op grote veranderingen in hun wereld door te kijken naar een tijd waarin het klimaat eerder relatief snel veranderde. Onze resultaten onthullen in ieder geval al een interessant mechanisme: minder CO₂ in de atmosfeer zorgt ervoor dat planten gaan werken als een ´natuurlijke remschijf´ door de temperatuur hoger te houden.”

Hoe die rem precies in verschillende ecosystemen werkt en hoe dat zich vertaalt naar onze toekomst, met juist hogere CO₂-niveaus in de atmosfeer, zijn belangrijke vragen voor het vervolgonderzoek.

Schrijf je in voor de nieuwsbrief!
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: