Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yayınlanan yeni Michigan State Üniversitesi araştırması, meşe ve kavak ağaçları gibi bitkilerin küresel sıcaklıklar arttıkça izopren adı verilen bileşiğin daha fazlasını yaydığını gösteriyor. Bitkilerden elde edilen izopren, metanın arkasındaki atmosfere en yüksek hidrokarbon akışını temsil eder. Her ne kadar izopren doğası gereği kötü olmasa da (aslında bitkilerin böcek zararlılarına ve yüksek sıcaklıklara daha iyi tolerans göstermesine yardımcı oluyor) otomobillerden ve kömürle çalışan enerji santrallerinden gelen nitrojen oksitlerle reaksiyona girerek hava kirliliğini daha da kötüleştirebilir.
Yeni yayın, gezegen ısındıkça artan izopren emisyonunun etkilerini daha iyi anlamamıza, tahmin etmemize ve potansiyel olarak azaltmamıza yardımcı olabilir.
Bu biraz mütevazı bir öneriye benzeyen basit bir soru.
“Bütün meşe ağaçlarını kesmeli miyiz?” diye sordu Michigan Eyalet Üniversitesi Bitki Dayanıklılığı Enstitüsü’nde Seçkin Profesör olan Tom Sharkey.
Sharkey ayrıca MSU Enerji Tesisleri Araştırma Laboratuvarı’nda ve Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’nde çalışmaktadır.
Açık olmak gerekirse Sharkey, tüm meşe ağaçlarını kesmemizi içtenlikle önermiyordu. Yine de sorusu, ekibinin Proceedings of the National Academy of Sciences bilimsel dergisinde yayınlanan son araştırmasının yönlendirdiği ciddi bir soruydu.
Ekip, ısınan bir gezegende meşe ve kavak gibi bitkilerin, kötü hava kalitesini kötüleştiren, sorunlu partikül maddeye ve düşük atmosfer ozonuna katkıda bulunan bir bileşiğin daha fazlasını yaydığını keşfetti.
Sorun, izopren adı verilen aynı bileşiğin, bitkileri böcekler ve yüksek sıcaklıklar gibi stres etkenlerine karşı daha dirençli hale getirirken aynı zamanda temiz havanın kalitesini de artırabilmesidir.
“Bitkilerin daha dayanıklı olması için daha fazla izopren üretmesini mi istiyoruz, yoksa hava kirliliğini daha da kötüleştirmemek için daha az üretmelerini mi istiyoruz? Doğru denge nedir?” Sharkey sordu. “Bunlar gerçekten bu çalışmayı yönlendiren temel sorular. Ne kadar çok anlarsak, onlara o kadar etkili bir şekilde cevap verebiliriz.”
İzopren konusuna ışık 
Sharkey, Michigan Eyaleti’nde doktora öğrencisi olduğu 1970’lerden bu yana izopreni ve bitkilerin onu nasıl ürettiğini araştırıyor.
Bitkilerden kaynaklanan izopren, insan faaliyetlerinden kaynaklanan metan emisyonlarının ardından, Dünya üzerinde en fazla salınan ikinci hidrokarbondur. Sharkey, yine de çoğu insanın bunu hiç duymadığını söyledi. Sharkey, “Uzun süredir perde arkasındaydı ama inanılmaz derecede önemli” dedi.
1980’lerde, o zamanki başkan Ronald Reagan’ın, ağaçların otomobillerden daha fazla hava kirliliği ürettiğini yanlış bir şekilde iddia etmesiyle biraz ün kazandı. Ancak bu iddiada bir miktar doğruluk payı vardı.
İzopren, kömür yakıtlı enerji santralleri ve araçlardaki içten yanmalı motorların ürettiği hava kirliliğinde bulunan nitrojen oksit bileşikleriyle etkileşime girer. Bu reaksiyonlar ozon, aerosoller ve hem insanlar hem de bitkiler için sağlıksız olan diğer yan ürünleri oluşturur.
Sharkey, “Havanın şehir manzarası boyunca hareket ettiği, nitrojen oksitleri topladığı ve ardından ormanın üzerinden geçerek size bu zehirli karışımı verdiği ilginç bir olay var” dedi. “Bir şehrin rüzgar yönündeki hava kalitesi çoğu zaman şehrin kendisindeki hava kalitesinden daha kötüdür.”
Şimdi, Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle Sharkey ve ekibi, bitkilerin izopren yapmak için kullandığı biyomoleküler süreçleri daha iyi anlamak için çalışıyor. Araştırmacılar özellikle iklim değişikliği karşısında bu süreçlerin çevreden nasıl etkilendiğiyle ilgileniyor.
Ekibin yeni yayınından önce araştırmacılar, bazı bitkilerin fotosentez yaparken izopren ürettiğini anlamıştı. Ayrıca gezegenin karşı karşıya olduğu değişikliklerin izopren üretimi üzerinde rakip etkiler yarattığını da biliyorlardı.
Yani atmosferdeki karbondioksit miktarının artması bu oranı düşürürken, artan sıcaklıklar ise bu oranı hızlandırır. MSU ekibinin yeni yayınının ardındaki sorulardan biri esasen bu etkilerden hangisinin kazanacağıydı.
Yeni raporun baş yazarı ve Sharkey’nin araştırma grubunda doktora sonrası araştırma görevlisi olan Abira Sahu, “Yüksek karbondioksit altında izoprenin biyosentez yolunda bir düzenleme noktası arıyorduk” dedi.
Sahu, “Bilim insanları uzun zamandır bunu bulmaya çalışıyorlar” dedi. “Ve sonunda cevabı bulduk.”
Sharkey, “Dışarıdaki biyologlar için makalenin en önemli noktası, karbondioksit (CO2) tarafından yavaşlatılan spesifik reaksiyonu tanımlamamızdır” dedi.
“Bununla birlikte sıcaklık etkisinin CO2 etkisini gölgede bıraktığını söyleyebiliriz” dedi. “95 Fahrenheit dereceye, yani 35 santigrat dereceye ulaştığınızda, temelde hiçbir CO2 baskılaması olmuyor. İzopren deli gibi yağıyor.”
Sahu, kavak bitkilerinin kullanıldığı deneylerde ekibin ayrıca bir yaprağın 10 santigrat derece ısınmaya maruz kaldığında izopren emisyonunun on kattan fazla arttığını bulduğunu söyledi.
Sharkey laboratuvarında çalışan yardımcı doçent ve yeni raporun bir başka yazarı olan Mohammad Mostofa, “Tom’la çalışırken bitkilerin gerçekten çok fazla izopren yaydığını fark ediyorsunuz” dedi.
Keşif, araştırmacıların gelecekte ne kadar izopren bitkisi yayacağını daha iyi tahmin etmelerine ve bunun etkilerine daha iyi hazırlanmalarına yardımcı olacak. Ancak araştırmacılar bunun aynı zamanda insanların ve toplulukların bu arada yapacağı seçimler konusunda bilgi sahibi olmaya da yardımcı olabileceğini umuyor.
Mostofa, “Daha iyi bir iş çıkarıyor olabilirdik” dedi.
20.000’den fazla ağaca ev sahipliği yapan MSU gibi bir yerde bu, izopren emisyonlarını sınırlamak için gelecekte daha az meşe ağacı dikmek anlamına gelebilir.
Zaten izopren yayan ağaçlar hakkında ne yapacağımıza gelince, Sharkey’in onları kesmeyi gerektirmeyen bir fikri var.
Sharkey, “Benim önerim nitrojen oksit kirliliğini kontrol ederek daha iyi bir iş yapmamız gerektiğidir” dedi.
Sharkey’nin laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda Quebec’teki Bishop’s Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Sarathi Weraduwage de araştırmaya katkıda bulundu.
