• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.07.2024, 12:13
Игорь Байдов
611

Открыт новый тип древесины, который более эффективно поглощает углерод

❋ 4.1

В природе существуют мягкие и твердые типы древесины. Все они в той или иной мере накапливают углерод в стволе, ветвях и таким образом часто рассматриваются специалистами как одно из решений проблемы изменения климата. Группа польских биотехнологов обнаружила, что два вида деревьев рода Liriodendron обладают уникальной внутренней структурой, которую нельзя отнести к твердой или мягкой древесине. Эти деревья, вероятно, могут гораздо лучше поглощать и хранить углерод, чем лиственные и хвойные.

Деревья
До недавнего времени считалось, что в природе существуют только мягкий и твердый типы древесины. Однако группа биотехнологов из Польши обнаружила третий, «средний» тип, представленный лишь двумя деревьями рода Liriodendron / © National Geographic, Sam Abell

Леса — одни из главных поглотителей углерода. От их площади и состояния зависит регулирование углеродного баланса Земли. Бывают лиственные леса, хвойные и смешанные. Первые представлены так называемыми твердыми породами деревьев (дуб, бук, ясень, клен, береза), вторые — в основном мягкими (кедр, ель, пихта, сосна, также к мягким относятся некоторые лиственные: липа, ольха, каштан, осина).

Твердая древесина плотнее мягкой, а еще лиственные деревья поглощают больше углерода, чем хвойные. Например, береза — 3,3 тонны углекислого газа в год, дуб — 3,2 тонны (характерно для России).

До недавнего времени считалось, что в природе существуют только мягкий и твердый типы древесины. Однако группа биотехнологов из Польши под руководством Яна Лычаковского (Jan Łyczakowski) из Ягеллонского университета обнаружила третий, «средний» тип, представленный лишь двумя деревьями рода Liriodendron: Liriodendron tulipifera и Liriodendron chinese. Эти деревья, как предположили ученые, могут гораздо эффективнее поглощать углерод, чем лиственные и хвойные. О своем открытии исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале New Phytologist.

Лычаковский и его коллеги исследовали образцы древесины, взятые у 33 видов деревьев в ботаническом саду Кембриджского университета в Великобритании. Каждый образец ученые заморозили в жидком азоте при температуре минус 210 градусов Цельсия, чтобы сохранить структуру. После их изучили с помощью криоэлектронного микроскопа. Это позволило определить размер макрофибрилл каждой породы дерева — колонии крошечных нитей, похожих на стержни, в которых находятся клетки древесины.

Ученые выяснили, что у лиственных пород, таких как дуб и береза (твердый тип), макрофибриллы имеют диаметр примерно 15 нанометров, в то время как у хвойных (мягкий тип), сосны и ели, макрофибриллы крупнее — 25 и более нанометров в диаметре.

Во время работы с образцами польские биотехнологи сделали неожиданное открытие. Они узнали, что два вида деревьев рода Liriodendron — тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera) и китайское тюльпанное дерево (Liriodendron chinense) — имеют отличный от лиственных и хвойных диаметр макрофибрилл. Он составляет приблизительно 20 нанометров — примерно посередине между мягким и твердым типами древесины. Кроме того, структура макрофибрилл тюльпанного дерева и китайского тюльпанного дерева оказалась совсем иной, чем у твердых и мягких пород. Почему именно — ученые пока не знают.

Liriodendron tulipifera
Изображение наноразмерных структур Liriodendron tulipifera, полученное с помощью криоэлектронного микроскопа / © Jan J Lyczakowski, Raymond Wightman

В предыдущих работах другие исследователи доказали, что некоторые представители рода Liriodendron достаточно быстро растут и обладают большой способностью к поглощению углерода. Это делает их потенциальными кандидатами на роль самых эффективных «углеродных губок». Пока что эти деревья люди используют лишь в качестве декоративных.

Liriodendron произошли от своих близких родственников магнолий (Magnoliids) примерно 30-50 миллионов лет назад, когда концентрация углекислого газа в атмосфере резко снизилась с 1000 частей на миллион (ppm) примерно до 320. В наше время существует лишь два вида: Liriodendron tulipifera и Liriodendron chinense.

По мнению Лычаковского, эти деревья могли развить более крупные макрофибриллы, чтобы эффективнее «забирать» углерод из атмосферы по мере снижения его концентрации. Команда польских ученых планирует проверить это предположение: они собираются создать генетически модифицированные деревья с макрофибриллами «среднего размера», а затем узнать, как сильно и быстро эти растения будут поглощать углерод.

Если окажется, что структуры диаметром как у Liriodendron лучше всего подходят для связывания углерода, можно будет вывести другие виды деревьев с аналогичными макрофибриллами, чтобы сделать их более эффективными в борьбе с изменением климата.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

17 июля, 18:11
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что реакция псов на объекты и звуки с ТВ-экранов варьируется в зависимости от характера и психологических особенностей питомцев. По мнению специалистов, знание этих деталей может пригодиться при разработке коррекционных программ для собак с проблемным поведением.

17 июля, 08:40
Игорь Байдов

Используя образцы, собранные миссией «Чанъэ-5», китайские ученые нашли способ извлекать воду из лунного грунта и перерабатывать выдыхаемый астронавтами углекислый газ. Это делается за счет небольшого устройства, работающего на солнечной энергии. Авторы нового исследования уверены: в будущем их прибор сможет обеспечить лунные поселения водой, кислородом и топливом.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно