Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Sázet, nebo kácet?

Je vegetace spotřebičem, nebo zdrojem skleníkových plynů?
 |  12. 7. 2007
 |  Vesmír 86, 417, 2007/7

Před rokem a půl šokovalo sdělení v Nature 1) vědce dvou odborností: rostlinné fyziology a klimatologybiogeochemiky. Německý geochemik Frank Keppler a jeho kolegové z Ústavu jaderné fyziky v Heidelbergu publikovali své zjištění, že metan, při pozemských teplotách a atmosférickém tlaku skleníkový plyn s dvacetinásobnou schopností absorbovat infračervené záření ve srovnání s oxidem uhličitým, je emitován suchozemskými rostlinami za přístupu vzduchu, a to v nezanedbatelném množství. 2) Překvapivost sdělení by se dala shrnout do dvou otázek: Jaký dosud neznámý bio chemický pochod by mohl produkci metanu v rostlinách způsobovat? 3) Jak je možné, že jsme tak významnou věc v současném životě planety Země přehlédli? Z těchto otázek pak vyplynuly další: Jaké bude poselství pro politiky? Máme planetu zazeleňovat, a tím ukládat do biomasy CO2, nebo kácet deštné tropické a boreální lesy, a tím zamezit produkci ještě většího nepřítele – metanu? Od doby, kdy byl objev publikován, uplynul rok a půl. Vlnobití ustává a začínáme vidět, zdá se, skutečný horizont. Jaké byly reakce a jak se situace jeví dnes?

Pro některé badatele to bylo potvrzení a vysvětlení toho, co pozorovali už dřív, ale neměli žádné důkazy, tudíž se to neodvážili vyslovit. Zvýšená koncentrace („bublina“) metanu nad tropickými lesy byla pozorována již dříve. 4) Začátek výrazného novodobého odlesňování časově odpovídá omezení rychlosti růstu koncentrace metanu v atmosféře. 5) Pro jiné, skeptiky nebo ty zkušenější, představoval objev spíš impulz k pečlivému kritickému ověřování zdánlivě nepravděpodobného jevu, 6) popř. motivaci k hledání neznámého či podceňovaného mechanizmu biologické produkce metanu za přítomnosti kyslíku. 7) Biogeochemici kriticky přehodnotili zdánlivě nejslabší část Kepplerova metanového objevu – odhad emise metanu suchozemskou vegetací celé zeměkoule. Za základ revidovaného odhadu přijali rychlosti emise naměřené Kepplerem na jednotlivých rostlinách. Dva týmy 8) dospěly k odhadům současné emise metanu vegetací s maximem nižším, než byly minimální hodnoty Kepplera a jeho kolegů, tj. než 60 Tg rok–1 (teragram = 1012 gramů). Minima jejich odhadovaného rozsahu byla blízká nule. Za zmínku stojí, že australský kolektiv vedený Kirschbaumem dospěl k závěru, že prospěch, který přináší výsadba stromů v dočasné redukci atmosférického CO2, by mohl být emisí metanu stejných stromů redukován jen o 0–4 %. Takže jednoznačně sázet!

Produkují rostliny za přístupu kyslíku metan, nebo ne? Do jádra provokujícího objevu namířil široký tým vědců z Wageningenu a dvou dalších holandských univerzit. Zvýšili citlivost měření koncentrace metanu tím, že po užili laserově založenou fotoakustickou spektroskopii, která dokáže rozlišit metan obsahující stabilní izotop 13C na poměrně vysokém přirozeném pozadí atmosférického 12CH4. (Obvyklá koncentrace metanu ve volné atmosféře kolem nás je 1500–2000 ppb). 9) Vypěstovali izotopově označené rostliny, v nichž 99 % veškerého uhlíku byl 13C, a pak měřili, kolik metanu 13CH4 tyto rostliny vydají do normální atmosféry. Protože bylo možné rozlišit metan 12CH4, který je součástí atmosféry, od metanu 13CH4, který musel být rostlinného původu, dalo se rozhodnout, zda vůbec rostlina metan produkovala, popř. kolik ho bylo. Výsledky ze šesti rostlinných druhů pěstovaných a měřených na silném i slabém světle (fotosynteticky aktivní radiaci) ukázaly, že produkce metanu nebyla statisticky rozlišitelná od prázdných komor bez rostlin. Výsledky, publikované formou rychlé komunikace v New Phytologist letos v březnu, znějí jednoznačně. Žádná z pokusných rostlin neprodukovala v běžných aerobních podmínkách významné množství metanu. Produkci, kterou Holanďané naměřili, odhadují jako 0,3 % té, již oznámili Keppler a jeho kolegové. Příspěvek vegetace ke globální emisi metanu považují proto holandští badatelé za velmi malý nebo zanedbatelný.

Poučení pro vědce?

Nedělejme unáhlené závěry! Podobných případů průlomů v poznání, publikovaných v prestižních časopisech, a jejich následného odvolání je řada (viz také velmi nedávný příklad objevu florigenu).

Klimatologicky významný objev týkající se vegetace vyžaduje pečlivé laboratorní pokusy, pokud možno v definovatelných podmínkách. Prvotní objev produkce metanu tím nevynikal. Využíval komory (bez míchání atmosféry) vystavené slunci na dvoře ústavu; nebyla měřena teplota listu.

Přivolejme zkušené lidi znalé dílčího oboru, zvlášť pokud máme pocit, že jsme učinili překvapivý objev desetiletí. I drobný technický detail může situaci radikálně změnit. V tomto případě zdánlivé detekce metanu produkovaného rostlinami do metanuprosté atmosféry by mohlo jít o zpětnou difuzi metanu ze zbytkové atmosféry uvnitř listů po „vymytí“ komor vzduchem bez metanu. Nicméně to samo nemůže vysvětlit všechna prvotní zjištění. Např. že obsah izotopu 13C v nově zjištěném metanu se lišil u C3 a C4 rostlin právě o izotopový rozdíl jejich biomasy.

Poučení pro nás čtenáře?

Věřme ověřenému! Ani prvotní objev, ani jeho recentní vyvrácení nebyly dosud ověřeny dalšími nezávislými laboratořemi. Zdá se, že se naplnila slabina, kterou předvídal loni L. Nátr 2) ve Vesmíru: „Výsledky musí potvrdit ještě další laboratoře.“ Zůstaňme prozatím u ní: teď je to jedna ku jedné. 10) Míček ale čeká na odpálení na straně rostlinných metanoproducentů. Zůstane tam natrvalo?

Poznámky

1) Nature 439, 187–191, 2006.
2) Viz též L. Nátr: Rostliny produkující metan, Vesmír 85, 197, 2006/4.
3) Globální produkce metanu je asi 550 milionů tun ročně, z toho zhruba polovina je důsledkem činnosti člověka. Za největší producenty se považují anaerobní metanogenní bakterie mokřadů a rýžových polí a bakterie v žaludku přežvýkavců. Vedle toho je zdrojem i spalování biomasy, produkce fosilních paliv a procesy při zpracování odpadů. Známým mechanizmem tvorby metanu v metabolizmu je anaerobní fermentace acetátu. Někde při ní dochází k velmi silnému izotopovému ochuzení vznikajícího metanu o těžší izotop uhlíku 13C. Příčinou asi bude kinetický izotopový efekt některého ze zúčastněných enzymů nebo to, že už sám substrát je ochuzený o 13C. Hlavní zásobárnou jednouhlíkatých jednotek v rostlinách jsou metoxylové skupiny pektinu a ligninu, které jsou výrazně ochuzené o izotop 13C (F. Keppler a kol., 2004). Ty by podle názoru autorů zastávajících rostlinně-produkční metanovou teorii mohly sloužit jako prekurzory metanu v rostlinách.
4) Ch. Frankenberg s kolegy, Science 308, 1010–1014, 2005.
5) Jak zjistil E. J. Dlugokencky s kolegy už r. 1998 (Nature 393: 447–450, 1998).
6) T. Dueck a spol., New Phytologist (2007), doi: 10.1111/j.1469-8137.2007.02103.x (2007).
7) V. A. Sharpatyi (2007).
8) M. U. F. Kirschbaum a kol., Functional Plant Biology 33, 521–530, 2006; D. F. Ferretti a kol., Atmospheric Chemistry and Physics 7, 237–241, 2007.
9) Zkratka ppb (parts per billion) vyjadřuje objemový nebo tlakový zlomek násobený 109, tj. kolik miliardtin objemu nebo celkového tlaku představuje objem či parciální tlak sledované látky.
10) Recenzentova poznámka: Moc se mi líbí ten závěr: „Je to teď jedna jedna.“ Tak to ve vědě prostě chodí. To, že se vědci na něčem neshodnou, ještě neznamená, že zastánci jednoho či druhého názoru jsou nutně blbci. Na to jsme si ale v Čechách pořád ještě nezvykli.

Ke stažení

RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jiří Šantrůček

Doc. Ing. Jiří Šantůček, CSc., (*1955) vystudoval Agronomickou fakultu Vysoké školy zemědělské v Praze. Na Biologické faklutě Jihočeské univerzity a v Biologickém centru AV ČR v Českých Budějovicích, v. v. i., se zabývá fyziologií rostlin se specializací na fotosyntézu a vodní režim. V posledních letech se zaměřuje na využití stabilních izotopů ve fyziologii a ekofyziologii rostlin.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné