Rasterelektronenmicroscoopbeeld van houtstructuren op nanoschaal in een tulpenboom
Jan J Lyczakowski en Raymond Wightman
Wetenschappers hebben een geheel nieuw type boom ontdekt, een ontdekking die het vermogen van sommige bomen om koolstof op te slaan zou kunnen vergroten.
Tulpenbomen hebben een houtstructuur op nanoschaal die ergens tussen hardhout en zachthout ligt, ‘middenhout’ genoemd, wat zou kunnen verklaren waarom ze zo efficiënt zijn in het opslaan van koolstof.
Jan Łyczakowski van de Jagiellonian Universiteit in Polen en zijn collega’s onderzochten de structuur op nanoschaal van levende houtmonsters genomen van 33 boomsoorten in de botanische tuin van de Universiteit van Cambridge.
Ze vroren elk monster in een stikstofblaar die het op een temperatuur van -210°C hield, voordat ze elk monster bestudeerden met behulp van een methode die bekend staat als scanning-elektronenmicroscopie bij lage temperatuur. Hierdoor konden ze de grootte van de macrofibrillen van elk type hout analyseren, de kleine staafvormige filamenten die in de secundaire wanden van houtcellen worden aangetroffen.
Ze ontdekten dat hardhoutbomen, zoals eiken of berken, macrofibrillen hebben met een diameter van ongeveer 15 nanometer, terwijl zachthout, zoals dennen of sparren, grotere macrofibrillen hebben met een diameter van 25 nanometer of meer.
Maar er was één ‘verrassende’ uitzondering, zegt Łyczakowski. Twee overlevende soorten Liriodendron geslacht, tulpenboom (Liriodendrontulpifera) en de Chinese tulpenboom (Liriodendron chinense), hadden macrofibrillen van ongeveer 20 nanometer, halverwege tussen deze twee typen. “Liriodendron heeft om een onbekende reden een andere structuur”, zegt hij.
“Toen wisten we dat er iets bijzonders aan de hand was [these trees]“zegt Raymond Wightman van de Universiteit van Cambridge.
De prachtige kleur van de Liriodendron-boom in de herfst
garfotos/Alamy
Eerder onderzoek heeft dit aangetoond Liriodendrons ze groeien snel en hebben een hoge mate van koolstofvastlegging, waardoor ze populaire kandidaten zijn voor plantages die zijn ontworpen voor koolstofvastlegging.
Deze bomen splitsten zich ongeveer 30 tot 50 miljoen jaar geleden af van hun naaste verwant, de magnolia. Dit was een periode in de geschiedenis van de aarde waarin de kooldioxideconcentraties in de atmosfeer scherp daalden van 1000 delen per miljoen (ppm) naar ongeveer 320 ppm.
Bomen hebben mogelijk grotere macrofibrillen ontwikkeld om efficiënter koolstof uit de atmosfeer te halen naarmate de concentraties daalden, suggereert Łyczakowski. Nu wil hij dat idee testen door bomen te bio-engineeren zodat ze middelgrote macrofibrillen hebben en vervolgens hun koolstofvastleggingspercentages te controleren. Als middelgrote macrofibrillen het meest geschikt blijken te zijn voor koolstofvastlegging, is het misschien mogelijk om andere boomsoorten te kweken, zodat ze hun koolstofopslagcapaciteit kunnen vergroten, zegt hij.
Onderwerpen: