Sie und ein Ginkgobaum können Wissenschaftlern helfen, den Klimawandel zu untersuchen

Ein Ginkgobaum in Tokio zeigt sein grünes Sommerlaub. (Foto: Blew_s / Shutterstock)

Die meisten von uns können nicht viel tun, um den Klimawandel zu stoppen, aber ein bisschen zu tun ist immer noch besser als nichts. Und zusammen mit den vielen Änderungen im Lebensstil, die unseren CO2-Fußabdruck verringern können, besteht eine unterbewertete Möglichkeit, als Bürgerwissenschaftler zu dienen. Wenn Sie in diesem August etwas Freizeit und legalen Zugang zu einem Ginkgobaum haben, gibt es eine einfache Möglichkeit, Forschern dabei zu helfen, dieses zunehmend heiße Durcheinander zu untersuchen.

Ginkgo biloba Bäume sind lebende Fossilien, wie Zeitreisende aus der Trias. Die ältesten Spuren ihrer Art stammen aus mehr als 200 Millionen Jahren, darunter ikonische fächerförmige Blätter aus den Anfängen der Dinosaurier. Die Art hat drei Massensterben erlebt, ist aber jetzt der einzige Überlebende in einer ganzen taxonomischen Klasse und möglicherweise die älteste Baumart, die heute noch lebt.

Da sich Ginkgobäume in all der Zeit nicht viel verändert haben, sind sie in einer einzigartigen Position, um zu erfahren, wie die Erde vor vielen Millionen Jahren war - und wie sie in den kommenden Jahrhunderten aussehen könnte. Die lange Kontinuität der Ginkgos erleichtert es Wissenschaftlern, moderne Exemplare mit prähistorischen Überresten zu vergleichen. Dies zeigt, wie sich die Erdatmosphäre im Laufe der Zeit auf natürliche Weise verändert hat und wie sich der heutige beschleunigte Klimawandel auf das Pflanzenleben (und damit auch auf uns) auswirken könnte. in naher Zukunft.

Das ist die Idee hinter dem Projekt Fossil Atmospheres der Smithsonian Institution, bei dem moderne und alte Ginkgoblätter verwendet werden, um eine klarere Aufzeichnung der atmosphärischen Veränderungen im Laufe der Zeit zu erstellen. In einem Teil des Projekts züchten Forscher Ginkgobäume in Gewächshäusern mit unterschiedlichem Kohlendioxidgehalt und untersuchen dann, wie sich unterschiedliche CO2-Werte auf Zellen in den Blättern auswirken. Mit diesen Daten erklären sie: "Wir sollten in der Lage sein, ein fossiles Ginkgoblatt aufzunehmen und die Zusammensetzung der Luft zu kennen, in der es gewachsen ist."

Für den anderen Teil des Projekts sind Forscher auf die Hilfe von Bürgerwissenschaftlern angewiesen. Dies ist eine mehrphasige Initiative, wie Meilan Solly für das Smithsonian Magazine berichtet, einschließlich einer langfristigen Komponente sowie einer Komponente, die nur bis August läuft.

Blätter lesen

Ginkgobäume haben markante fächerförmige Blätter, die den ganzen Sommer über grün sind, bevor sie im Herbst ein leuchtendes Gelb annehmen. (Foto: V.apl / Shutterstock)

Das Hauptziel dieses Projekts ist es, die Beziehung zwischen dem atmosphärischen CO2-Gehalt und zwei Arten von Zellen - stomatal und epidermal - in Ginkgoblättern zu klären. Sobald dies vollständig verstanden ist, sollten versteinerte Ginkgoblätter zuverlässigere Klima-Proxys liefern, erklären die Forscher, ein Begriff für Datenquellen, die Details über das Klima der fernen Vergangenheit enthüllen können.

Ein in Pflanzen gefundener Klima-Proxy ist der Stomatal-Index oder die Anzahl winziger Gasaustauschlöcher (Stomata) auf einem Blatt im Vergleich zur Anzahl anderer Zellen. Stomata sind der Schlüssel zur Photosynthese, da Pflanzen CO2 und Wasser aufnehmen und gleichzeitig Sauerstoff freisetzen können. Pflanzen regulieren ihren Gasaustausch durch Öffnen und Schließen ihrer Stomata, und ihre optimale Anzahl von Stomata hängt von mehreren Umweltfaktoren ab. Die atmosphärischen CO2-Werte sind der dominierende Faktor, erklären die Forscher, aber auch andere Variablen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit spielen eine Rolle, und wir verstehen immer noch nicht vollständig, wie diese Mischung von Einflüssen funktioniert.

Im Gewächshausversuch züchten die Forscher 15 Ginkgobäume mit verschiedenen CO2-Werten. Während sie diese Blätter überwachen, suchen sie auch nach einem viel breiteren Datensatz, der über eine Gruppe von nur 15 Bäumen hinausgeht. Und hier kommt die Citizen Science ins Spiel.

Nachdem sie gelb geworden sind, fallen die Ginkgoblätter normalerweise abrupt ab und fallen oft alle an einem einzigen Herbsttag ab. (Foto: Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images)

Wie oben erwähnt, gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Teilnahme. Die neueste Option, die erst in diesem Monat erhältlich ist, zielt darauf ab, Ginkgoblätter aus einer Vielzahl von Lebensräumen zu sammeln. Laut der Paläobiologin Laura Soul, einer Bildungsspezialistin für fossile Atmosphären, liefert dies Forschern weit mehr Daten, als sie allein sammeln könnten. "Wir können nicht in jedem Bundesstaat Nordamerikas Blätter holen, aber die Öffentlichkeit kann", sagt Soul zu Solly, "und deshalb spielt die Citizen Science eine so wichtige Rolle bei dem, was wir tun."

Wenn Sie bei der Ausführung dieser Rolle helfen möchten, sollten Sie einige Dinge wissen, bevor Sie beginnen. Sie müssen an dem Projekt auf iNaturalist (das kostenlos ist) teilnehmen, entweder über die Website oder die mobile App, und Sie benötigen ein Smartphone oder einen Computer sowie eine Kamera. Ihr Ginkgobaum muss mindestens 3 Meter hoch sein und sich entweder auf öffentlichem oder privatem Grund befinden, den Sie für diesen Zweck verwenden dürfen. Identifizieren Sie, ob der Baum männlich oder weiblich ist (die Projektwebsite bietet hilfreiche Tipps), und machen Sie dann ein Foto des gesamten Baums und einer seiner Basen, das Sie an iNaturalist senden. Sie müssen auch vorsichtig mindestens sechs Blätter aus einem einzigen kurzen Cluster sammeln, sie in einem "Papp-Ginkgo-Sandwich" sichern und sie dann an die Forscher senden.

Das vollständige Protokoll zum Sammeln, Verpacken und Versenden Ihrer Proben (einschließlich der Postanschrift des Projekts) finden Sie in diesem detaillierten PDF mit Anweisungen des Fossil Atmospheres-Teams. Alle Proben müssen vor Ende August verschickt werden, also trödeln Sie nicht. Durch die Bereitstellung spezifischer Anweisungen und die Begrenzung des Zeitfensters auf einen Monat versuchen die Forscher, die Anzahl der Variablen zu begrenzen, die die Stomatenzählung beeinflussen können. Mit ziemlich standardisierten Proben, die alle im selben Monat gesammelt wurden, hoffen sie, sich auf einige wenige Faktoren wie geografische Reichweite, Temperatur, Niederschlag, Höhe und Breite konzentrieren zu können.

Eine Nahaufnahme von Blättern auf einem Ginkgobaum, dessen ikonisches fächerförmiges Laub möglicherweise noch älter ist als die Dinosaurier. (Foto: Istvan Balogh / Shutterstock)

Eine weitere Option ist ein Online-Tool zum Stomatal-Zählen, mit dem jeder, der über eine Internetverbindung verfügt, Forschern helfen kann, indem er Stomata auf Fotos von modernen und versteinerten Ginkgoblättern zählt. Dies kann schwierig sein, aber das Tool bietet Tipps und Tutorials sowie einen "einfacheren Zählmodus", mit dem Sie Ihre Fähigkeiten verbessern können, bevor Sie die fortgeschrittenere stomatale Zählung ausprobieren. Laut dem Standort haben mehr als 3.300 Freiwillige seit dem Start des Projekts im Jahr 2017 fast 25.000 Klassifizierungen abgeschlossen.

Diese Art von Forschung wird für die Klimawissenschaft "lebenswichtig", sagt Soul zu Solly, da wir so in kürzerer Zeit mehr Daten über ein zunehmend dringlicheres Problem sammeln können. Während dies im Allgemeinen für jeden auf dem Planeten gut ist, können Projekte wie dieses auch dazu beitragen, dass sich mehr Menschen für die Wissenschaft interessieren und sich dafür engagieren. Und von allen möglichen wissenschaftlichen Themen braucht dieses die ganze Begeisterung, die es bekommen kann.

"Der wahre Vorteil [für Freiwillige] besteht darin, an einem Projekt teilzunehmen, das tatsächlich nützliche Fragen zu unserem sich ändernden Klima beantwortet", sagt Soul. "Dies ist eines der dringendsten Probleme, mit denen wir derzeit konfrontiert sind."

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