Sedan den industriella revolutionen, mängden koldioxid i atmosfären har snabbt ökat. Forskare vid University of New Hampshire försökte fastställa hur stigande koldioxidkoncentrationer och olika klimat kan förändra vegetation som skogar, odlingsmarker, och 40 miljoner hektar amerikanska gräsmattor. De fann att ledtrådarna kan ligga i en oväntad källa, svamp.

Forskarna fokuserade på amerikanska gräsmattor eftersom de visste att gräs kan spela en nyckelroll i den globala kolcykeln eftersom det drar ut kol ur atmosfären under fotosyntesen; den process som används av växter för att absorbera och utnyttja energi från solljus och omvandla den till kemisk energi. De flesta gräsmattor i USA är liknande, men skiljer sig regionalt i deras relativa proportioner av två huvudtyper av gräs, C3 gräs och C4 gräs, som använder olika metaboliska vägar för fotosyntes. Dock, till skillnad från träd, som bygger ringar år efter år, gräs lämnar lite efter sig att studera, så forskare blev kreativa med att vända sig till svampar som livnär sig på kolet i gräsmattor.

"Vi trodde att svamp kunde vara en värdefull indikator på gräsmattors reaktioner på koldioxidnivåer i ekosystem eftersom de livnär sig på det döda gräset och skräpet, eller kol, som gräsmattor eller andra växter sätts i marken, sa Erik Hobbie, forskningsprofessor i terrestrisk ekologi vid UNH och huvudförfattare till studien. "Eftersom det är utmanande att mäta grässtrån från gräsmarksekosystem under decennier, vi vände oss till svamp, som är allmänt tillgängliga genom tidigare insamlade exemplar i laboratorier och museer."

I studien, publiceras i Journal of Geophysical Research:Biogeosciences och presenterades som en artikel i American Geophysical Union's magazine Eos , Hobby, UNH statistiker Ernst Linder, och deras kollegor tittade på isotopdata från prover av svampen Amanita thiersii samlat in mellan 1982 och 2009 från 26 platser i sydöstra och södra centrala USA. Forskarna kombinerade dessa data med information om temperatur, nederbörd, och koldioxidkoncentrationer under samma period för att titta på konkurrensen mellan de två typerna av gräs, C3 och C4.

C3 gräs, som vete, havre, och rajgräs, kallas kallsäsongsväxter och trivs i ett temperaturområde på 65°-75° Fahrenheit. C4 växter, som inkluderar majs, crabgrass, och blåstamgräs, blomstra i varmare och torrare miljöer. Dessa varma säsongsväxter och är mer effektiva än C3-växter vid fotosyntes under låga koncentrationer av koldioxid.

Forskare fann att svamparna, Amanita thiersii , verkade vara bra integrerare av kolet i gräsmattor. Temperaturen var den dominerande klimatpåverkan över C3 kontra C4 gräsfördelning. När koldioxiden i atmosfären ökade under dessa decennier mellan 1982 och 2009 och temperaturen steg, förändringar i gräskonkurrens och tillväxt återspeglades i koldioxidutsläppen Amanita thiersii . Med varje 1°C ökning av temperaturen, andelen kol från C3-gräs, som finns i Amanita thiersii , minskade med 12 %. Men forskare fann också att den relativa andelen C3-gräs ökade med 18,5 % som svar på ökningen av koldioxidkoncentrationerna från 341 till 387 delar per miljon. Detta tyder på att stigande koldioxid redan påverkar växternas konkurrens i det amerikanska landskapet och att bevarade exemplar av växter och svampar skulle kunna användas mer allmänt för att undersöka nuvarande svar på globala förändringar.