Ağaçlar Orman Yangını Dumanından Kaçınmak İçin Nefeslerini Tutuyor

Delphine Farmer ve Mj Riches,  5 Ağustos 2024

Çeviren: Derya Turgay, sunsavunma.net, 8 Ağustos 2024

Araştırmacılar sürpriz keşfi, orman yangını dumanı test alanını kapladığında yaptı.

Orman yangını dumanı havaya karıştığında, doktorlar zararlı partikül ve gazları solumamak için insanları kapalı alanlarda kalmaya çağırır. Peki dumandan kaçamayan ağaçlara ve diğer bitkilere ne olur? Görünüşe göre onlar da bizim gibi tepki veriyor: Bazı ağaçlar pencerelerini ve kapılarını kapatıyor ve nefeslerini tutuyorlar.

Atmosferik ve kimyasal bilimciler olarak, orman yangını dumanının ve diğer kirleticilerin hava kalitesi ve ekolojik etkileri üzerinde çalışıyoruz. Colorado’daki araştırma sahamızı duman kapladığında tesadüfen başlayan bir çalışmada, yaşayan çam ağaçlarının yapraklarının nasıl tepki verdiğini gerçek zamanlı olarak izleyebildik.

Bitkilerin yapraklarının yüzeyinde stoma adı verilen gözenekler bulunur. Bu gözenekler bizim ağzımıza çok benzer, ancak biz oksijen alıp karbondioksit verirken, bitkiler karbondioksit alıp oksijen verir.

Hem insanlar hem de bitkiler çevrelerindeki havadaki diğer kimyasalları solur ve içlerinde üretilen kimyasalları dışarı verirler – bazı insanlar için kahve nefesi, bazı ağaçlar için çam kokuları. Ancak insanlardan farklı olarak yapraklar aynı anda hem nefes alır hem de nefes verir, sürekli olarak atmosferik gazları alır ve bırakır.

1900’lü yılların başında, yoğun kirliliğe maruz kalmış bölgelerdeki ağaçları inceleyen bilim insanları, kömür yakılmasından kaynaklanan kirliliğe kronik olarak maruz kalan ağaçlarda, bitkilerin nefes aldığı yaprak gözeneklerini tıkayan siyah granüller olduğunu keşfetti. Bu granüllerdeki maddenin kısmen ağaçlar tarafından yaratıldığından şüphelendiler, ancak o dönemde mevcut araçların eksikliği nedeniyle bu granüllerin kimyası ve bitkilerin fotosentezi üzerindeki etkileri hiçbir zaman araştırılmadı.

Orman yangını dumanının etkileri üzerine yapılan modern araştırmaların çoğu ekinlere odaklanmış ve sonuçlar çelişkili olmuştur. Örneğin, Kaliforniya’da çok sayıda ekin ve sulak alan üzerinde yapılan bir çalışma, dumanın ışığı bitkilerin fotosentez ve büyümesinde daha verimli olacak şekilde dağıttığını göstermiştir. Bununla birlikte, bitkilerin yapay dumana maruz bırakıldığı bir laboratuvar çalışmasında, dumana maruz kalma sırasında ve sonrasında bitki verimliliğinin düştüğü, ancak bu bitkilerin birkaç saat sonra iyileştiği görülmüştür.

Orman yangını dumanının bitkileri olumsuz yönde etkileyebileceğine dair başka ipuçları da vardır. Hatta bir tanesini tatmış bile olabilirsiniz: Dumana maruz kalmış üzümlerin şarapları bozuk olabilir.

Orman yangını dumanı uzun mesafeler kat ettiğinde, duman güneş ışığında pişer ve kimyasal olarak değişir. Uçucu organik bileşikler, nitrojen oksitler ve güneş ışığının karışımı, insanlarda solunum sorunlarına neden olabilen yer seviyesinde ozon oluşturacaktır. Ayrıca yaprak yüzeyini bozarak, bitki dokusunu oksitleyerek ve fotosentezi yavaşlatarak bitkilere de zarar verebilir.

Bilim insanları genellikle kentsel bölgeleri, rüzgarın aşağısındaki mahsulleri etkileyen büyük ozon kaynakları olarak düşünürken, orman yangını dumanı ortaya çıkan bir endişe kaynağıdır. Azot oksitleri de dahil olmak üzere diğer bileşikler de bitkilere zarar verebilir ve fotosentezi azaltabilir.

Birlikte ele alındığında, çalışmalar orman yangını dumanının bitkilerle etkileşime girdiğini, ancak bunun yeterince anlaşılmamış yollarla gerçekleştiğini göstermektedir. Bu araştırma eksikliği, doğada yaşayan bitkilerin yaprakları üzerindeki duman etkilerini incelemenin zor olmasından kaynaklanmaktadır: Orman yangınlarını tahmin etmek zordur ve dumanlı koşullarda bulunmak güvensiz olabilir.

Bitkilerin orman yangını dumanına verdiği tepkileri incelemek için yola çıkmadık. Bunun yerine, bitkilerin uçucu organik bileşikleri (ormanların orman gibi kokmasını sağlayan, aynı zamanda hava kalitesini etkileyen ve hatta bulutları değiştirebilen kimyasallar) nasıl yaydığını anlamaya çalışıyorduk.

2020 sonbaharı, Amerika Birleşik Devletleri’nin batısındaki orman yangınları için kötü bir sezondu ve Colorado’nun Rocky Dağları’nda çalıştığımız bir saha alanından yoğun duman geliyordu. Yoğun dumanın olduğu ilk sabah, Ponderosa çamlarının yaprak seviyesindeki fotosentezini ölçmek için her zamanki testimizi yaptık. Ağacın gözeneklerinin tamamen kapalı olduğunu ve fotosentezin neredeyse sıfır olduğunu görünce şaşırdık.

Ayrıca yaprakların her zamanki uçucu organik bileşik emisyonlarını da ölçtük ve çok düşük değerler bulduk. Bu, yaprakların “nefes almadığı” anlamına geliyordu – büyümek için ihtiyaç duydukları karbondioksiti solumuyor ve genellikle saldıkları kimyasalları dışarı vermiyorlardı.

Bu beklenmedik sonuçlarla, fotosentezi zorlamaya ve yaprağı normal ritmine “defibrile” edip edemeyeceğimizi görmeye karar verdik. Yaprağın sıcaklığını ve nemini değiştirerek yaprağın “hava yollarını” temizledik ve fotosentezde ani bir iyileşme ve uçucu organik bileşiklerde bir patlama gördük.

Aylar süren verilerimizin bize söylediği şey, bazı bitkilerin yoğun orman yangını dumanına dışarıdaki havayla alışverişlerini keserek yanıt verdikleri. Dumana maruz kalınca etkili bir şekilde nefeslerini tutuyorlar.

Bu Nasıl Olabilir?

Yaprakların gözeneklerini kapatmasına neden olabilecek birkaç süreç varsayıyoruz: Duman partikülleri yaprakları kaplayarak gözeneklerin açılmasını engelleyen bir tabaka oluşturabilir. Duman ayrıca yaprakların içine girip gözeneklerini tıkayarak onları yapışkan tutabilir. Ya da yapraklar dumanın ilk belirtilerine fiziksel olarak tepki verebilir ve en kötüsünü yaşamadan önce gözeneklerini kapatabilir. Muhtemelen bu ve diğer tepkilerin bir kombinasyonudur.

Orman yangını dumanının etkilerinin tam olarak ne kadar süreceği ve tekrarlanan duman olaylarının uzun vadede ağaçlar ve mahsuller de dahil olmak üzere bitkileri nasıl etkileyeceği konusunda jüri hala kararını vermedi. İklim değişikliği, orman yönetimi politikaları ve insan davranışları nedeniyle şiddeti ve sıklığı artan orman yangınlarının etkilerini daha iyi anlamak önemlidir.