Ảnh: Unsplash / Public Domain.

Nghiên cứu mới của Đại học Tây Úc đã tiết lộ thực vật tự đưa ra quyết định "bí mật" về lượng carbon thải trở lại bầu khí quyển thông qua một quá trình chưa từng được biết đến trước đây, một khám phá có "ý nghĩa sâu sắc" đối với việc dùng thực vật làm kho dự trữ carbon.

Giáo sư Harvey Millar, giám đốc Trung tâm Sinh học Năng lượng Thực vật, Trường Đại học Khoa học Phân tử của UWA - là tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Plants, cho biết: “Phát hiện này có ý nghĩa trong tương lai, thực vật có thể được thiết kế để đáp ứng nhu cầu lương thực của thế giới đồng thời hỗ trợ môi trường”.

Ông cho biết thêm: “Mỗi học sinh ở trường học về quang hợp, là quá trình thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide để tạo ra oxy và năng lượng dưới dạng đường. Nhưng thực vật không phát triển nhanh bằng lượng carbon mà nó hấp thụ trong quá trình quang hợp bởi vì nó lại giải phóng tới một nửa lượng carbon đó dưới dạng CO₂ trong quá trình hô hấp. Điều này ngăn trở thực vật thành nơi hấp thụ carbon tốt nhất như khả năng của chúng và giới hạn khả năng giúp giảm CO₂ trong khí quyển”.

Bể chứa carbon là bất cứ thứ gì hấp thụ lượng carbon từ khí quyển nhiều hơn lượng khí carbon nó thải ra ngoài. Giáo sư Millar cho biết quyết định khi nào và bao nhiêu CO₂ sẽ mất đi là một bí mật mà thực vật giữ kín bên trong các bộ phận của tế bào được gọi là ty thể, nơi diễn ra quá trình giải phóng CO₂.

Millar cho biết: "Trong nghiên cứu của chúng tôi, nghiên cứu sinh tiến sỹ Xuyen Le đứng đầu, đã phát hiện ra quyết định giải phóng CO₂ này được điều chỉnh bởi một quá trình chưa từng được biết đến trước đây, một kênh chuyển hóa hướng một sản phẩm đường gọi là pyruvate bị oxy hóa thành CO₂ hoặc được giữ lại để tạo ra sinh khối thực vật. Le đã phát hiện ra chất vận chuyển trên ty thể hướng pyruvate đến quá trình hô hấp để giải phóng CO₂, nhưng pyruvate được tạo ra theo những cách khác được tế bào thực vật giữ lại để tạo sinh khối - nếu chất vận chuyển bị chặn, thực vật sẽ sử dụng pyruvate từ các con đường khác để hô hấp".

Giáo sư Millar cho biết nghiên cứu cho thấy thực vật có thể phân biệt và chọn một nguồn pyruvate thay một nguồn khác để sử dụng cho việc giải phóng CO₂. Quá trình bí mật này phá vỡ các quy tắc thông thường của hóa sinh, nơi mà bước tiếp theo trong một quá trình không biết nguồn gốc của sản phẩm từ bước trước.

Ông nói: “Hiểu được bí mật về hô hấp của thực vật để sử dụng kênh trao đổi chất nhằm ưu tiên giải phóng carbon hơn là giữ nó để tạo sinh khối, mang đến một cơ hội mới để tác động đến quyết định vào thời điểm cuối cùng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách hạn chế kênh này đối với quá trình hô hấp hoặc tạo ra các kênh mới để hướng carbon bên trong ty thể trở lại sản xuất sinh khối và do đó hạn chế thải CO₂ từ thực vật. Nó chỉ ra rằng các cuộc thảo luận hiện nay xung quanh mức Zero-carbon ròng gồm vai trò của cây trồng, rừng và đồng cỏ, thì nên bao gồm thêm những gì xảy ra bên trong thực vật, đi cùng với các quyết định tài chính toàn cầu”.

Các nhà nghiên cứu của UWA hiện đang tham gia vào các mối quan hệ đối tác quốc tế dài hạn, tìm ra những cách tốt hơn để sử dụng năng lượng từ quá trình hô hấp nhằm chuyển hướng carbon thành sinh khối mà không hạn chế khả năng phát triển của cây, đồng thời tự bảo vệ cây khỏi mầm bệnh hoặc môi trường khắc nghiệt.

Lê Thị Kim Loan theo Phys.org