کشف نوع جدید چوب که مؤثرانه کربن را قفل می‌کند
برای چندین دهه، دانشمندان به دنبال راه‌حل‌هایی برای جذب کربن بوده‌اند، به‌ویژه از زمانی که پیامدهای آسیب‌زای تغییرات اقلیمی آشکارتر شده است.
در یک کشف جدید، تیمی از دانشمندان از دانشگاه جاگیلونیان و دانشگاه کمبریج به نوع جدیدی از چوب رسیدند که می‌تواند کربن را مؤثرتر جذب و ذخیره کند.
آنها شاخه‌های درختان تولیپ را شناسایی کردند که به خوبی کربن را جذب می‌کنند اما در دسته‌های معمول سخت‌چوب یا نرم‌چوب قرار نمی‌گیرند.
درختان تولیپ که به خوبی رشد می‌کنند، با نمونه‌هایی که به بلندی 100 فوت می‌رسند، شناخته شده‌اند. این درختان با مگنولیاها که به نجابت و خلوص معروفند، مرتبط هستند.
کاشت بیشتر درختان تولیپ برای افزایش جذب کربن
دکتر یان لیژاکوفسکی از دانشگاه جاگیلونیان به Interesting Engineering گفت که درختان تولیپ از گلدارانی هستند که بومی شرق آسیا و آمریکای شمالی هستند و فقط دو گونه از آنها تا به امروز باقی مانده‌اند.
او تاکید کرد که این دو گونه به Liriodendron tulipifera و Liriodendron chinese تعلق دارند.
ا
“در کار ما، هر دو گونه را بررسی کردیم و ساختار فوق‌العاده چوب آنها را که متفاوت از سایر گیاهان گلدار بود، یافتیم.”
بر اساس بیانیه دانشمندان، این گونه‌ها ماکروفیبریل‌های بسیار بزرگ‌تری دارند (الیاف بلند که در لایه‌های دیواره سلولی ثانویه قرار دارند) در مقایسه با وابستگان سخت‌چوب خود.
کاشت بیشتر این درختان می‌تواند به مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند زیرا انتشار دی‌اکسید کربن (CO2) سهم بزرگی دارد.
بر اساس گزارش کمیسیون اروپا ، انتشار گازهای گلخانه‌ای عمدتاً از CO2 تشکیل شده است که ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی (71.6 درصد) است.
لیژاکوفسکی به IE توضیح داد که درختان تولیپ عمدتاً به عنوان گیاهان زینتی در زیستگاه‌های بومی خود کاشته می‌شوند، اما به دلیل سهولت در تکثیر و جوانه‌زنی از بذر، خارج از محدوده بومی خود نیز کاشته می‌شوند.
“آنها برخی از بلندترین گلداران در مناطقی هستند که رشد می‌کنند، مثلاً در شرق ایالات متحده و کوه‌های آپالاچ.”
“ویژگی جالب و مفید درختان تولیپ، تنه مستقیم با شاخه‌های جانبی کم است. این در برخی از کارهای چوبی و کاربردهای صنعتی اهمیت دارد.”
ساختار فراچوب قابل انعطاف
کشف نشان داد که چوب به عنوان یک ساختار فوق‌العاده و تکاملی قابل انعطاف است که همیشه از تمایز آسان ژیمنوسپرم (نرم‌چوب) در مقابل گلداران (سخت‌چوب) پیروی نمی‌کند.
به لطف درختان تولیپ، دانشمندان اکنون می‌توانند ویژگی‌هایی را که به تشکیل ساختارهای خاص چوب کمک می‌کنند، مطالعه کنند.
لیژاکوفسکی به IE گفت که بیوشیمی پلی‌ساکاریدهای دیواره سلولی کلید تشکیل است، اما این فرضیه هنوز باید آزمایش شود.
“این ساختار جدید چوب ممکن است برای ذخیره کربن مناسب‌تر باشد، که آن را به یک مطالعه جالب برای شناسایی رویکردهایی برای افزایش جذب کربن در جنگل‌های کاشت تبدیل می‌کند.”
این جنس – لیریودندرون‌ها حدود 30-50 میلیون سال پیش از درختان مگنولیا منشعب شدند. این جداسازی همزمان با کاهش سریع CO2 جوی بود که می تواند توضیح‌دهنده توانایی‌های ذخیره‌سازی کربن مؤثر درختان تولیپ باشد.
تیم از میکروسکوپ الکترونی سرد با دمای پایین (cryo-SEM) برای بازتاب ساختار نانومقیاس این چوب جدید در حالت هیدراته بومی استفاده کرد.
در حالی که انجام چنین بررسی گسترده‌ای از ساختار فوق‌العاده چوب‌ها، اصلی‌ترین چالش داشتن مجموعه بزرگی از گونه‌های گیاهی غالباً نامشخص در نزدیکی یک میکروسکوپ الکترونی سرد با دمای پایین بود.
لیژاکوفسکی توضیح داد که نمونه‌های کاملاً هیدراته تازه مورد نیاز بودند که معمولاً به معنای جمع‌آوری آنها در اوایل صبح بود تا آزمایش‌ها در حالی که نمونه هنوز تازه بود انجام شوند.
بیوشیمی درختان تولیپ رشد بوته‌ای را توضیح می‌دهد
به دلیل ماکروفیبریل‌های بزرگ، یافته‌ها نشان می‌دهند که ساختار فوق‌العاده چوب درختان تولیپ ممکن است به ذخیره مقادیر زیادی کربن سازگار شده باشد.
“اولاً، ما می‌توانیم به سادگی استفاده از درختان تولیپ را در جنگل‌های کاشت افزایش دهیم، که در واقع در حال حاضر پیشنهاد شده و در برخی کشورها در حال آزمایش است.”
یک رویکرد دیگر پیشنهاد این است که چرا درختان تولیپ ماکروفیبریل‌هایی بزرگتر از این‌ها دارند که در اکثر گونه‌های گلدار دیده می‌شود، کشف شود.
“ما حدس می‌زنیم که این ممکن است توسط تفاوت‌هایی در بیوشیمی چوب هدایت شود. شاید در ساختار همی‌سلولزهایی که آن را تشکیل می‌دهند.”
اکنون محققان امیدوارند با پرورش یا مهندسی ژنتیک آزمایش کنند که آیا می‌توانند بیوشیمی چوب شبیه درختان تولیپ را در گونه‌های دیگر بازتولید کنند و ببینند آیا این منجر به تشکیل ماکروفیبریل‌های بزرگتر و افزایش ذخیره کربن در چوب می‌شود یا خیر.
“این می‌تواند به ما اجازه دهد تا ارقام فوق‌العاده جذب کربن را از سایر درختان جنگلی که بیشتر کاشته می‌شوند، تکثیر کنیم.”
این مطالعه در ژورنال – New Phytologist منتشر شده است.
