Forskare upptäcker helt ny trätyp som kan vara mycket effektiv för kolförvaring

30 juli 2024

Den här artikeln har granskats enligt Science X:s redaktionella process och policyer. Redaktörer har markerat följande attribut samtidigt som de säkerställer innehållets trovärdighet:

• faktagranskad
• peer-reviewed publikation
• pålitlig källa
• korrekturläst

av University of Cambridge

Forskare som genomför en evolutionär undersökning av den mikroskopiska strukturen hos trä från några av världens mest ikoniska träd och buskar har upptäckt en helt ny typ av trä.

Denna upptäckt kan öppna nya möjligheter att förbättra kolbindningen i plantageskogar genom att plantera ett snabbväxande träd som är vanligare i prydnadsträdgårdar.

Studien fann att Tulip Trees, som är släkt med magnolior och kan bli långt över 100 fot höga, har en unik träsort som inte passar in i vare sig kategorin av lövträ eller barrträ.

Forskare från Jagiellonian University och University of Cambridge använde ett lågtemperatursvepelektronmikroskop (cryo-SEM) för att avbilda nanoskalaarkitekturen hos sekundära cellväggar (trä) i deras naturliga hydratiserade tillstånd.

Forskarna fann att de två överlevande arterna av det forntida Liriodendron-släktet, allmänt känt som tulpanträdet (Liriodendron tulipifera) och det kinesiska tulpanträdet (Liriodendron chinense) har mycket större makrofibriller än deras lövträsläktingar (makrofibriller är långa fibrer som ligger i lager i sekundär cellvägg).

Huvudförfattaren till forskningen publicerad i New Phytologist, Dr. Jan Łyczakowski från Jagiellonian University, sa: "Vi visar att Liriodendron har en mellanliggande makrofibrilstruktur som skiljer sig väsentligt från strukturen hos antingen barrträ eller lövträ. Liriodlendroner avvek från magnoliaträd för cirka 30–50 miljoner år sedan, vilket sammanföll med en snabb minskning av atmosfärisk CO2. Detta kan hjälpa till att förklara varför tulpanträd är mycket effektiva vid kollagring.'

Teamet misstänker att det är de större makrofibrillerna i detta "mellanved" eller "ackumulatorved" som ligger bakom tulpanträdens snabba tillväxt.

Łyczakowski tillade, "Båda Tulip Tree-arterna är kända för att vara exceptionellt effektiva när det gäller att låsa in kol, och deras förstorade makrofibrillstruktur kan vara en anpassning för att hjälpa dem att lättare fånga och lagra större mängder kol när tillgången på atmosfäriskt kol minskade. '

"Tulpanträd kan i slutändan vara användbara för kolavskiljningsplantager. Vissa östasiatiska länder använder redan Liriodendron-plantager för att effektivt låsa in kol, och vi tror nu att detta kan vara relaterat till dess nya trästruktur.'

Liriodendron tulipifera är infödd i norra Amerika och Liriodendron chinense är en inhemsk art i centrala och södra Kina och Vietnam.

Upptäckten var en del av en undersökning av 33 trädarter från Cambridge University Botanic Garden's Living Collections som utforskade hur träets ultrastruktur utvecklades över barrträd (gymnospermer som tallar och barrträd) och lövträd (fröväxter inklusive ek, ask, björk och eukalypter).

Łyczakowski sa: "Trots dess betydelse vet vi lite om hur träets struktur utvecklas och anpassar sig till den yttre miljön. Vi gjorde några viktiga nya upptäckter i den här undersökningen – en helt ny form av trä-ultrastruktur som aldrig observerats tidigare och en familj av gymnospermer med angiosperm-liknande lövträ istället för det typiska gymnospermbarrträdet.'

"Träets huvudsakliga byggstenar är de sekundära cellväggarna, och det är arkitekturen hos dessa cellväggar som ger trä dess densitet och styrka som vi litar på för konstruktion. Sekundära cellväggar är också det största förrådet av kol i biosfären, vilket gör det ännu viktigare att förstå deras mångfald för att främja våra kolavskiljningsprogram för att hjälpa till att mildra klimatförändringarna.'

Trä-ultrastruktur hänvisar till träets detaljerade mikroskopiska arkitektur, som omfattar arrangemanget och organisationen av dess materialkomponenter. Denna undersökning av trä med hjälp av ett kryoskannande elektronmikroskop fokuserade på:

Att studera träets ultrastruktur är avgörande för olika tillämpningar, inklusive träbearbetning, materialvetenskap och förståelse av de ekologiska och evolutionära aspekterna av träd. Att förstå biologin bakom trädtillväxt och vedavsättning är också värdefull information när man beräknar kolavskiljning.

Träproverna samlades in från träd i Cambridge University Botanic Garden i samordning med Garden's Collections Coordinator, Margeaux Apple. Färska prover av trä som deponerats under den föregående vårens växtsäsong samlades in från ett urval av träd för att återspegla den evolutionära historien av gymnosperm- och angiospermpopulationer när de divergerade och utvecklades.