В 2023 и 2024 годах в период рекордной засухи, вызванной явлением Эль Ниньо, исследователи зафиксировали в воздухе над бразильской Амазонией молекулы, которые никогда ранее не обнаруживались в тропическом лесу.
Результаты наблюдений были опубликованы в научном журнале Communications Earth & Environment.
Работу возглавил Джозеф Байрон из Института химии имени Макса Планка (MPIC) в Майнце, Германия.
Отбор проб проводился на обсерватории Amazon Tall Tower Observatory (ATTO), расположенной в 150 километрах от города Манаус, с автоматического пробоотборника на высоте 22 метров над кронами деревьев.
Какие вещества выделяют деревья в норме и при стрессе
Легкие соединения и сигналы бедствия
Растения выделяют в воздух семейство соединений: самое легкое из них, изопрен, создает голубоватую дымку над лесистыми горами.
Более тяжелыми и редкими являются сесквитерпены, которые деревья выделяют при стрессовых условиях: жаре, засухе или атаке вредителей.
Одно из таких соединений, кариофиллен, придает гвоздике и черному перцу острый вкус.
Сесквитерпены распадаются в течение нескольких минут, поэтому их наличие над тропическими лесами ранее было практически не изучено.
Что показали измерения во время засухи
Рекордные изменения температуры и влажности
К октябрю 2023 года температура растительного покрова в Амазонии поднялась с обычных 26 до 31 градуса Цельсия.
Влажность воздуха упала с 90 до 60 с небольшим процентов, а почва высохла до рекордных значений.
В период Эль Ниньо концентрация сесквитерпенов в воздухе увеличилась более чем вдвое.
Лес тратил дефицитный углерод на строительство этих молекул именно тогда, когда вода и энергия были в наибольшем дефиците.
Появление совершенно новых молекул после засухи
С возвращением дождей весной 2024 года лес начал выделять более тяжелые липкие соединения, а именно группу сесквитерпеновых спиртов во главе с бета эудесмолом.
До этого исследования никто не сообщал об обнаружении этих веществ в воздухе тропических лесов.
При предыдущих замерах приборы показывали нулевые значения, а теперь их концентрация приблизилась к уровню основных стрессовых соединений.
Пик концентрации пришелся на период после засухи и сохранялся в течение нескольких недель.
Гипотеза о защитном механизме
Новые молекулы имели одинаковую базовую структуру и изменялись в унисон, что указывает на единый активированный стрессом механизм.
Бета эудесмол известен в медицине как противовоспалительное и антиоксидантное средство, активирующее гены для удаления разрушительных молекул в клетках человека.
Исследователи предполагают, что деревья Амазонии выделяют эти соединения для защиты тканей от окислительного стресса, но для подтверждения требуются дополнительные наблюдения за листьями самих растений.
