Naukowcy odkryli nowy rodzaj drewna, który może być wysoce wydajny w magazynowaniu węgla

Tulipanowce mają zupełnie odmienną strukturę drewna niż inne gatunki drzew – wynika z badań naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Uniwersytetu w Cambridge. Drewno to wydaje się być szczególnie wydajne w magazynowaniu węgla. To odkrycie może otworzyć nowe możliwości poprawy sekwestracji węgla w nowo sadzonych lasach.

Tulipanowce chętnie sadzone są w ogrodach ze względu na swoją urodę. Są spokrewnione z magnoliami i mogą osiągać wysokość ponad 60 metrów. Naturalnie można je spotkać w Ameryce Północnej (Liriodendron tulipifera) oraz w Chinach i Wietnamie (Liriodendron chinense). Pnie tego pierwszego gatunku wykorzystywane były przez rdzenną ludność Ameryki Północnej do wytwarzania canoe. Indianie sporządzali też z korzeni drzewa napój leczniczy. Obecnie z tulipanowców wyrabia się z meble. W nowych badaniach naukowcy odkryli, że drzewa te mają unikalny rodzaj drewna, który nie pasuje ani do drewna drzew liściastych, ani iglastych.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "New Phytologist" (DOI:10.1111/nph.19983).

Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Uniwersytetu w Cambridge przeprowadzili badanie mikroskopowej struktury drewna z niektórych z najbardziej znanych drzew i krzewów na świecie. Łącznie analizom poddali 33 gatunki. Badania miały na celu poznanie, w jaki sposób struktura drewna ewoluowała w drewnie iglastym i liściastym. Uczeni sprawdzali także strukturę makrofibryli - włóknistych struktur o średnicy 10-40 nm tworzących drewno. Wykorzystując niskotemperaturowy skaningowy mikroskop elektronowy odkryli, że dwa żyjące gatunki tulipanowców mają znacznie większe makrofibryle od pozostałych badanych gatunków.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

- Wykazaliśmy, że tulipanowce mają pośrednią strukturę makrofibryli, która znacznie różni się od struktury drewna miękkiego lub twardego. Gatunki te oddzieliły się od drzew magnolii około 30-50 milionów lat temu, co zbiegło się z gwałtownym spadkiem atmosferycznego CO2. Może to pomóc wyjaśnić, dlaczego drzewa tulipanowe są tak skuteczne w magazynowaniu węgla – powiedział dr Jan Łyczakowski z Zakładu Biotechnologii Roślin Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

- Wiadomo, że oba gatunki tulipanowców są wyjątkowo wydajne w wiązaniu węgla, a ich powiększona struktura makrofibryli może być adaptacją, która pomaga im łatwiej wychwytywać i magazynować większe ilości węgla, gdy dostępność węgla atmosferycznego jest ograniczona. Tulipanowce mogą okazać się przydatne w plantacjach wychwytujących węgiel. Niektóre kraje Azji Wschodniej już wykorzystują plantacje tych drzew do skutecznego wiązania węgla, a teraz uważamy, że może to być związane z ich nowo odkrytą strukturą drewna – zaznaczył Łyczakowski.

Badacz z UJ przyznał, że pomimo znaczenia drzew, niewiele wiemy o tym, jak struktura drewna ewoluuje i dostosowuje się do środowiska zewnętrznego. - Głównymi elementami budulcowymi drewna są ściany komórkowe wtórne. Architektura tych ścian komórkowych nadaje drewnu gęstość i wytrzymałość, na których polegamy w konstrukcjach. Ściany komórkowe wtórne są również największym repozytorium węgla w biosferze, co sprawia, że ​​zrozumienie ich różnorodności jest jeszcze ważniejsze, aby rozwijać nasze programy wychwytywania węgla w celu łagodzenia zmian klimatycznych – podkreślił Łyczakowski.

Badanie ultrastruktury drewna ma kluczowe znaczenie dla różnych zastosowań, w tym obróbki drewna, nauki o materiałach i zrozumienia ekologicznych i ewolucyjnych aspektów drzew. Zrozumienie biologii stojącej za wzrostem drzew jest również cenną informacją przy obliczaniu wychwytywania węgla.

Źródło: Cambridge University, Uniwersytet Jagielloński, fot. Photo by David J. Stang, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons