木々も山火事の煙を吸いたくないので、それを避けるために息を止めます。

山火事の煙が空中に漂っているとき、医師は人々に次のように勧めます。 屋内にいてください 有害な粒子やガスを吸い込まないようにします。しかし、煙から逃れられない木や他の植物はどうなるでしょうか?

彼らも私たちと同じような反応をすることが判明しました。基本的に窓やドアを閉めて息を止めている木もあります。

として 大気中の そして 化学者, では、大気の質と山火事の煙やその他の汚染物質の生態学的影響を研究しています。コロラド州の研究現場に煙が充満したという全くの偶然から始まった研究で、私たちは次のことを行うことができました。 リアルタイムで見る 生きている松の木の葉がどう反応したか。

植物はどのように呼吸するのか

植物には葉の表面に気孔と呼ばれる穴があります。これらの孔は私たちの口によく似ていますが、私たちが酸素を吸って二酸化炭素を吐き出すのに対し、植物は二酸化炭素を吸って酸素を吐き出すという点が異なります。

人間も植物も、周囲の空気中の他の化学物質を吸い込み、体内で生成された化学物質を吐き出します。ある人にとってはコーヒーの息、ある種の木々にとっては松の香りです。

しかし、人間とは異なり、葉は同時に呼吸し、常に大気中のガスを吸ったり放出したりします。

1世紀以上にわたる研究から得た手がかり

1900 年代初頭、汚染のひどい地域の樹木を研究している科学者たちは、石炭燃焼による汚染に慢性的にさらされている樹木が、 葉の毛穴に黒い粒が詰まっている 植物が呼吸する場所。彼らは、これらの顆粒に含まれる物質の一部が樹木によって生成されたのではないかと疑っていましたが、当時は利用可能な機器が不足していたため、それらの顆粒の化学的性質や植物の光合成への影響​​は調査されませんでした。

山火事の煙の影響に関する最新の研究は作物に焦点を当てています。 結果が矛盾している.

たとえば、カリフォルニアの複数の農作物と湿地を対象とした研究では、煙が光を散乱させて植物の成長を妨げていることが示されました。 もっと効率的 光合成と成長時に。しかし、植物を人工的な煙にさらした実験室研究では、煙にさらされている間およびその後に植物の生産性が低下することがわかりました。 数時間後に回復しました.

山火事の煙が植物に悪影響を及ぼす可能性があることを示す手がかりは他にもある。あなたも味わったことがあるかもしれません:ブドウが煙にさらされると、 ワインが汚染される可能性がある.

火から遠く離れた場所でも煙が有毒になる理由

山火事の煙が長距離を移動すると、その煙は太陽光で調理され、 化学変化する.

揮発性有機化合物、窒素酸化物、太陽光を混合すると、 地上でオゾンを作る, を引き起こす可能性があります 人間の呼吸の問題. 。また、葉の表面を劣化させ、植物組織を酸化させ、光合成を遅らせることにより、植物に損傷を与える可能性があります。

科学者は通常、都市部が風下の農作物に影響を与えるオゾンの大きな発生源であると考えていますが、山火事の煙はオゾンの大きな発生源です。 新たな懸念. 。窒素酸化物などの他の化合物も、 植物に害を与える そして光合成を減らします。

総合すると、研究は山火事の煙が植物と相互作用することを示唆していますが、その方法はほとんど理解されていません。この研究不足は、野生の生きた植物の葉に対する煙の影響を研究するのが難しいという事実によって引き起こされています。山火事は予測するのが難しく、煙が立ち込める環境にいるのは危険な場合があります。

偶然の研究 – 山火事の最中

私たちは山火事の煙に対する植物の反応を研究することを目的としたわけではありません。その代わりに、私たちは植物がどのように揮発性有機化合物を放出するのか、つまり森林を森のような香りにする化学物質を放出するのかを理解しようとしていました。 大気の質に影響を与え、雲を変えることさえあります.

秋 2020年は悪いシーズンだった 米国西部の山火事の影響で、私たちが作業していたコロラド州のロッキー山脈の現場では濃い煙が立ち込めていました。

煙が立ち込めた最初の朝、私たちはポンデローサマツの葉レベルの光合成を測定するいつものテストを行いました。私たちは木の気孔が完全に閉じており、光合成がほぼゼロであることを発見して驚きました。

また、葉からの通常の揮発性有機化合物の放出量も測定したところ、測定値が非常に低いことがわかりました。これはつまり、 葉は「呼吸」していませんでした – 彼らは成長するために必要な二酸化炭素を吸入しておらず、通常放出する化学物質を吐き出していませんでした。

これらの予想外の結果を受けて、私たちは光合成を強制的に行い、葉を「除細動」して通常のリズムに戻すことができるかどうかを確認することにしました。葉の温度と湿度を変えることで、葉の「気道」がきれいになり、光合成が突然改善され、揮発性有機化合物が大量に放出されることがわかりました。

私たちの数か月にわたるデータからわかったことは、一部の植物は山火事の激しい煙に反応するということです 取引所を閉鎖することで 外の空気と一緒に。彼らは事実上息を止めているが、煙にさらされる前は息を止めていない。

私たちは、葉の毛穴を閉じる原因となった可能性のあるいくつかのプロセスを仮説します。煙の粒子が葉を覆い、毛穴の開きを防ぐ層を形成する可能性があります。煙が葉に入り込んで毛穴を詰まらせ、ベタベタした状態を保つ可能性もあります。あるいは、葉が煙の最初の兆候に物理的に反応し、最悪の事態になる前に毛穴を閉じる可能性もあります。

おそらく、これらの反応と他の反応が組み合わさったものであると考えられます。

長期的な影響はまだ不明

陪審は、山火事の煙の影響がどれくらいの期間続くのか、また、繰り返される煙の出来事が長期にわたって植物（木や作物を含む）にどのような影響を与えるのかについてはまだ結論が出ていない。

山火事は深刻さと頻度を増しており、 気候変動, 森林管理政策 そして 人間 行動, 、その影響をより深く理解することが重要です。