Могут ли растения страдать от отравления СО2?

Есть ли момент, когда слишком много CO 2 вредно для растения? В принципе, когда в воздухе слишком много CO 2 , может ли растение заболеть?

Поскольку растения фотосинтезируют и нуждаются в CO 2 для производства глюкозы и хранения крахмала, и поскольку химические реакции продвигаются к конечному продукту при увеличении концентрации реагентов, можно было бы ожидать, что большее количество CO 2 будет лучше, по крайней мере, приведет к увеличению роста и выживаемости. тарифы.

Есть ли потолок, при котором CO 2 становится токсичным?

Я взял на себя смелость добавить немного фона. Не стесняйтесь откатывать эти изменения.
Я бы сомневался, действительно ли наличие CO2 является ограничивающим фактором для роста растений. Я думаю, что это была бы энергия солнечного света, если бы рост не ограничивался другими факторами, такими как вода, температура, азот и другие питательные вещества почвы...
Многие деревья на Мамонтовой горе погибли из-за отравления углекислым газом. См. pubs.usgs.gov/fs/fs172-96 для получения дополнительной информации по ссылке: «Высокие концентрации CO2 в почве убивают растения, лишая их корней O2 и препятствуя поглощению питательных веществ. В районах гибели деревьев на Мамонтовой горе CO2 составляет примерно от 20 до 95% газосодержания почвы».

Ответы (3)

Краткий ответ
Было показано, что растения уже могут страдать от удвоения концентрации CO 2 в атмосфере с 340 до 610 частей на миллион, что может произойти в течение следующих ста лет или около того, исходя из текущих выбросов.

Предыстория
Научно-популярный веб-сайт сообщает нам, что избыток углекислого газа (CO 2 ) снижает скорость транспирации некоторых растений. Это связано с тем, что устьица , которые являются отверстиями листьев (Mansfield & Majernik, 1970) и используются для обмена газами, а также водяным паром (транспирация), закрываются, когда в воздухе слишком много CO 2 или других загрязняющих веществ. например SO 2 . По мере того, как транспирация падает, поток воды из почвы к листьям также падает, вызывая сток воды. Это, в свою очередь, останавливает поглощение питательных веществ. Действительно, удвоение современного CO 2концентрация до 610 частей на миллион не обязательно приводит к усилению роста и фактически может подавлять рост из-за избыточного образования крахмала в листьях, что указывает на то, что он просто сохраняется в качестве резервной энергии, и ничего больше (Coviella & Trumble, 1999) . Считается, что растения могут быть близки к точке насыщения и не могут выделять CO 2 быстрее, чем сейчас.

Каким-то образом растения также становятся более восприимчивыми к поиску пищи насекомыми при увеличении концентрации CO 2 .

Обратите внимание, однако, что допуски по CO 2 зависят от вида. Большинство исследований в этой области было сосредоточено на обычных культурах. Толерантность к СО 2 , например, у растений хлопчатника низкая, и накопление крахмала наблюдается во всем растении, но особенно в корневой системе и стебле (Hendrix et al ., 1994) . Другие виды, такие как пшеница и рис, менее подвержены воздействию повышенного содержания CO 2 (источник: Nature ).

Ссылки
- Coviella & Trumble, Conservation Biology (1999); 13 (4): 700–12
Hendrix et al ., Agricult Forest Meteorol (18994); 70 (1–4): 153-62
- Мэнсфилд и Майерник, Загрязнение окружающей среды (1970); 1 (2): 149-54

Источник
- Земля нетронутая

Значит ли это, что растения во времена динозавров просто несли приспособления, обеспечивающие более высокую точку насыщения и, следовательно, более широкое использование CO2?
На случай, если ОП захочет увидеть пример растений, убивающих CO2, в Калифорнии есть место, где это происходит из-за вулканической активности: pubs.usgs.gov/dds/dds-81/Intro/facts-sheet/GasKillingTrees.html
@TheEnvironmentalist Было обнаружено, что папоротники хорошо себя чувствуют при высоком (3360 частей на миллион, в 10 раз больше доиндустриального уровня) CO2. link.springer.com/article/10.1023/A:1006805427943
В ситуациях с чрезмерным избытком CO2 растения испытывают «избыточное образование крахмала», потому что он «запасается в качестве резервной энергии» и «тормозит рост»? Итак... Глобальное потепление делает растения толстыми?
«... что-то, что может произойти в течение следующих ста лет или около того из-за нынешнего глобального потепления». Вы говорите, что потепление увеличивает уровень CO_2?
Хороший ответ, но я думаю, что в нем отсутствует критическая точка - разные растения имеют совершенно разную устойчивость. Многие растения выигрывают даже от значительного повышения уровня CO2 (водоросли любят CO2, как и многие папоротники и т. д.), в то время как рост многих может замедлиться или полностью погибнуть от «простого» удвоения. Кроме того, я не думаю, что есть основания говорить, что увеличение СО2 происходит «из-за глобального потепления» — даже если увеличение уровня СО2 связано с повышением глобальной температуры (а не наоборот, например), это не что-то вы можете просто утверждать без ссылок, и причина не очень актуальна.
@Luaan спасибо за эти комментарии. Я добавил несколько строк и дополнительные ссылки.
@ jpmc26 - вы правы, это была ошибка в моем ответе. Я удалил его.
@ jpmc26 Имейте в виду, повышение температуры, безусловно , увеличивает уровень CO2. Более теплые океаны означают более низкую растворимость CO2, что означает, что он высвобождается в атмосферу. Таяние вечной мерзлоты выбрасывает тонны CO2. Есть много других примеров, и, вероятно, о многих мы понятия не имеем. Ничего удивительного в этом нет. Но формулировка AliceD, безусловно, была... сложной.
@Luaan, ты прав, и выброс углерода - это замкнутый круг. Однако, как вы говорите, моя формулировка была слишком резкой, но ее расширение выходит за рамки вопроса. Ваше здоровье

Это зависит от вида растения.

Как объяснялось в книге «Развитие водорослей» в Pure CO2 Nature 227, страницы 744–745 (15 августа 1970 г.):

Cyanidium caldarium (водоросль, обнаруженная в Йеллоустонском национальном парке) гораздо лучше растет в чистом углекислом газе, чем на воздухе.

Однако другие растения могут страдать от закисления клеточных жидкостей при высоких концентрациях углекислого газа.

В Elevated Atmospheric Partial Pressure of CO2 and Plant Growth Oecologia (1979) 44: 68 было показано, что повышение концентрации CO2 до 640 частей на миллион с тогдашних нормальных 330 частей на миллион вызывает усиление роста как хлопка (растение С3), так и кукурузы (растение С4). растение), но увеличение было намного больше (100%) для хлопка, чем для кукурузы (20%).

Согласно Оптимальной концентрации CO2 в атмосфере для роста озимой пшеницы ( Triticum aestivum ) J Plant Physiol. 20 июля 2015 г .; 184:89-97, фотосинтез при 968 ppm CO2 является оптимальным. При 1200 ppm фотосинтез меньше оптимального, но все же намного выше, чем при текущих уровнях CO2 в окружающей среде около 410 ppm.

Поскольку вам нужна вода, чтобы жить, кажется, вы были бы персиком, упавшим на дно океана;)

Обычно организмы приспосабливаются к определенным условиям. В частности, растениям нужен кислород, чтобы фактически потреблять глюкозу, образующуюся в процессе, побочным продуктом которого является кислород. Можно ли представить себе организм, приспособленный к отсутствию кислорода, сохраняя свой собственный кислород для последующего повторного использования? Это точно так, и это могло быть тем, что первоначально произошло в исходной бескислородной атмосфере. Но на самом деле, в нынешней богатой кислородом атмосфере эта способность была бы совершенно бесполезна, как было бы для вас носить с собой всюду рюкзак, наполненный воздухом для дыхания. Как следствие, ни один мэрский завод этого не делает; и для его развития потребуются столетия эволюционного давления.

У большинства животных метаболические пути анаэробные. По мере увеличения масштабов они, как правило, становятся все менее способными удовлетворить все метаболические потребности организма, но они есть. Многие растения развивались во времена гораздо более высоких концентраций CO2 в воздухе, а некоторые (например, обширное семейство водорослей) практически не имеют верхнего предела его концентрации. Многим растениям нужен кислород, но не всем. Как бы то ни было, ваш ответ не очень полезен - было бы лучше включить примеры со ссылками, а не вводящие в заблуждение метафоры и аргументы эволюции.