Plantefysiologiske responser –
Arbejdsområde 2.1

Planters fotosyntese omdanner luftens kuldioxid til organisk stof ved hjælp af sollysets energi. Samtidig dannes ilt. Dette skaber basis for stort set alt andet liv på jorden og er det der har skabt det fossile brændsel, luftens ilt og den lave kuldioxid-koncentration i atmosfæren vi havde, før afbrændingen af fossile brændsler tog fart. Betydningen af fotosyntesen globalt kan illustreres med at det enzym (protein), der katalyserer kuldioxids indbygning i organisk stof, udgør ca. en fjerdedel af alt protein på jorden.

Fotosynteseprocesserne påvirkes af en mængde faktorer. De vigtigste er lys, vand, kuldioxid, næringsstoffer og temperatur. De forventede klimaændringer vil medføre ændring af nedbøren, temperaturen og måske lysforholdene, og en stigende kuldioxidkoncentration er jo en del af årsagen til klimaændringerne. Ændrede temperatur- og nedbørsforhold vil påvirke næringsstofomsætningen i jorden (se Økosystemfunktion), hvilket kan få konsekvenser for planternes næringsstof-forsyning.

Faktorerne indgår i et komplekst samspil. For eksempel øges fotosyntesen med lysmængden op til en vis grænse. Når fotosyntesen øges åbner planten spalteåbningerne mere for at kunne optage mere kuldioxid, men så øges vandfordampningen fra bladet tilsvarende, dette kan medføre tørkestress. I så fald klapper planten spalteåbningerne i (eller visner), og så ophører fotosyntesen. Hvis kuldioxidkoncentrationen stiger, behøver planten ikke at åbne spalteåbningerne så meget for at optage den samme mængde kuldioxid og kan derfor spare på vandet. Hvis vandforsyningen er tilstrækkelig, kan planterne optage mere kuldioxid og vil derfor vokse hurtigere, men det kræver øget optagelse af plantenæringsstoffer, f.eks. kvælstof.

Fra forsøgets start undersøges hvordan planterne umiddelbart reagerer på de påførte miljøændringer, jvf. ovennævnte mekanismer. Det mest interessante er imidlertid hvad der sker gennem årene: Hvordan ændrer planterne deres fysiologi og vækst som en tilpasning til de ændrede forhold ? For eksempel kan man forestille sig at antallet af spalteåbninger reduceres, bladstrukturen ændres, fotosynteseapparatet omstilles og næringsstofindholdet ændres. Forskellige plantearter reagerer forskelligt på ændrede vækstbetingelser, så derfor er det også vigtigt at sammenligne arternes tilpasnings-dynamik. En tilpasning, som kan være af afgørende betydning for artens overlevelse.