Srpen 2006

Rostliny šokovaly odborníky

Eva Vlčková

Zelené plíce planety vydechují do atmosféry metan, velmi účinný skleníkový plyn, tvrdí mezinárodní tým vědců. Rostliny dlouhá léta považujeme za pomocníky v boji proti globálnímu oteplování. Nyní vědci zjišťují, že je to s nimi složitější. Pohlcují sice oxid uhličitý, ale kromě toho vylučují jiný skleníkový plyn - metan. Vyplývá to ze studie zveřejněné nedávno v prestižním časopise Nature. Metanu je v atmosféře mnohem méně než CO2, ale je velmi účinný skleníkový plyn a přibývá ho rychleji. Autoři studie přitom odhadují, že rostliny produkují až třetinu veškerého metanu, který se každoročně dostane do ovzduší.

Odborníci pod vedením geofyzika Franka Kepplera z Max Planckova institutu jaderné fyziky zkoumali chemické reakce v rostlinách. Při měření plynů, které uvolňovaly natrhané listy v uzavřeném inkubátoru, ale něco nehrálo - vědci našli víc metanu, než čekali. „Nejdřív jsme se domnívali, že jde o chybu v měření,“ popisuje Frank Keppler. Dalšími pokusy ale zjistili, že se nespletli. Nejen to, odhalili, že metan vylučují kromě ustřiženého listí i živé rostliny. A ve výrazně větším množství.

Nejdřív experty napadlo, že metan mají na svědomí mikroorganismy na povrchu listů. Dezinfikovali proto rostliny gama zářením, které všechny mikroby zničí. Ale metan unikal dál. Zkoumali přitom celou řadu rostlin - listnaté i jehličnaté stromy, banánovník, pšenici nebo bazalku. Vypozorovali souvislost emisí plynu se světlem a teplotou. Pokud na rostliny svítilo slunce, vylučovaly metanu mnohem víc. Při nárůstu teploty o každých deset stupňů Celsia se únik plynu zdvojnásobil. Tato závislost fungovala až do 70 stupňů.

Jeden gram sušiny rostlin (tedy jejich zelených částí) za hodinu uvolnil až 370 nanogramů skleníkového plynu. Když vědci vynásobili celosvětově odhadované množství sušiny rostlin údaji naměřenými v laboratoři, došli ke znepokojivému číslu: všechny zelené plochy ročně vyloučí do atmosféry 62 - 236 milionů tun metanu, což je desetina až třetina celkového množství. Objev by mohl mimo jiné vysvětlovat, proč satelitní snímky zaznamenávají zvýšenou koncentraci metanu nad deštnými pralesy.

Nyní si mnozí vědci kladou otázku, jak je možné, že si tak významného jevu nevšimli dřív. „Únik plynu z jedné rostliny je poměrně malý ve srovnání s koncentrací, která se běžně nachází v atmosféře,“ vysvětluje Frank Keppler.

Odkud se bere

Autoři studie i další odborníci si ale marně lámou hlavu nad tím, kde se metan v rostlinách bere. Dosud panuje přesvědčení, že tento plyn může vznikat jen v nepřítomnosti kyslíku - například v bažinách, na dně moří nebo v útrobách přežvýkavců. Kepplerův tým vysledoval, že emise metanu souvisí s množstvím pektinu v listech. Pektin je látka, která v rostlinách spojuje buněčné stěny. Jak ale probíhá vlastní chemická reakce, zůstává záhadou. „Pravděpodobně jde o sekundární reakci, která nesouvisí s metabolismem rostliny,“ uvádí Elmar Weiler, rostlinný fyziolog z Ruhr University v německém Bochumu, v časopise Nature.

„Je to opravdu velice překvapivé zjištění. Konzultoval jsem ho s několika kolegy chemiky a nemůžeme najít žádné vysvětlení, kde se metan v rostlinách bere,“ komentuje výsledky studie profesor Michal Marek z Ústavu systémové biologie a ekologie AV ČR v Brně, odborník na ekofyziologii lesních dřevin a dlouholetý řešitel projektů zaměřených na uhlíkový cyklus v souvislosti s globální změnou klimatu. „Je to jen moje spekulace, ale souvislost emisí se světlem bychom mohli objasnit tím, že rostliny dýchají pomocí průduchů na povrchu listů, které se vlivem světla zvětšují. Jenže v přírodě bývá intenzivní sluneční záření většinou doprovázeno i nárůstem teploty a nedostatkem vodní páry ve vzduchu. V takových podmínkách se průduchové štěrbiny naopak zavírají, což je v rozporu s výsledky studie,“ konstatuje profesor Marek.

Výzkum překvapil také profesora Lubomíra Nátra z Katedry fyziologie rostlin Přírodovědecké fakulty UK v Praze. „Autoři jsou uznávanými odborníky z prestižních pracovišť, takže nepochybuji o serióznosti jejich postupu. Ale trochu mě zaráží, že ani nenaznačují mechanismus, jak se může metan v rostlinách tvořit. Je ovšem pozoruhodné, že vzniká i při 70 stupních, kdy už v listech nemohly zůstat žádné živé bílkoviny. To vylučuje, že by mohlo jít o chemický proces založený na enzymech“. Zároveň dodává, že pokud se výsledky výzkumu potvrdí, půjde o zásadní objev, který bude ve vědeckém světě dlouho citován. „Nejdřív ale musí někdo celý pokus zopakovat. Objev je uznán, teprve když ho zopakují jiní lidé v jiných laboratořích,“ upozorňuje profesor Nátr. Odhad celosvětového množství metanu, které mají rostliny vylučovat, ale čeští vědci považují za příliš zjednodušující. „K velkému nárůstu emisí dochází až při teplotách nad 30 stupňů Celsia. Takovým teplotám mohou být listy rostlin v lesních porostech skutečně vystaveny, ale ne příliš často a během dne jen na chvíli. A to i v tropických oblastech,“ říká profesor Marek „Kromě toho jsou ve hře další faktory, kterými se výzkum nezabýval, jako stáří a kvalita rostlin, obsah živin nebo složení atmosféry v prostředí, kde rostou,“ konstatuje profesor Nátr. Výsledky mohla ovlivnit také „umělá“ atmosféra v inkubátorech, ze které vědci předem odsáli přirozený metan, aby mohli emise snáze měřit.

To ovšem uznávají i sami autoři studie. „Zveřejnili jsme první výsledky naměřené v laboratoři. Samozřejmě dobře víme, že v laboratorních podmínkách funguje spousta věcí jinak než v přírodě. Teď musí následovat další nezávislé výzkumy, které ověří, jak se na vzniku metanu podílejí ostatní podmínky a jak celý proces vypadá v přirozeném prostředí,“ odpověděl Frank Keppler e-mailem na dotaz LN. „Nicméně si myslím, že naše odhady celosvětových emisí metanu z rostlin nejsou příliš přehnané,“ dodává německý vědec.

Stromy nekácet

Jaké důsledky může mít objev Kepplerova týmu, pokud se skutečně potvrdí? Změní dosavadní vědomosti vědců zaměřených na fyziologii rostlin, ale také klimatologů, kteří tento poměrně významný zdroj metanu dosud přehlíželi. V neposlední řadě může ovlivnit některá politická rozhodnutí. Kjótský protokol, jenž upravuje množství povolených emisí skleníkových plynů, je propracovaný do detailu. Uvádí i kvóty, kolik metanu vylučuje jedna kráva nebo hektar rýžového pole. Země, které produkují hodně skleníkových plynů, mají za úkol sázet lesy, aby své prohřešky (ať už zemědělské, nebo průmyslové) vyrovnaly.

„Tyto smlouvy zjednodušují ekologii na ekonomickou šablonu má dáti - dal. Pokud se objev potvrdí, bude ve hře nová významná položka, se kterou dnešní dohody vůbec nepočítají,“ podotýká profesor Marek. Jedním dechem ale upozorňuje, že to v žádném případě neznamená, že by se stromy podílely na globálním oteplování. Rostliny pohlcují uhlík v podobě oxidu uhličitého a jeho část zřejmě uvolňují zpátky formou metanu. „Je to přirozená rotace uhlíku mezi rostlinami a atmosférou. Proces, který probíhá odjakživa, takže není důvod se jím znepokojovat. Problém je v tom, že lidé svou činností přidávají do ovzduší další uhlík. Svádět globální oteplování na rostliny opravdu nemůžeme,“ říká profesor Marek.

V podobném duchu se nese i tiskové prohlášení Franka Kepplera a jeho kolegů, kterým reagují na dezinformace, jež se v médiích objevily krátce po zveřejnění studie. Zahraniční tisk totiž začal spekulovat o tom, zda bychom neměli přestat sázet stromy, nebo je pro jistotu rovnou hromadně vykácet. „Rostliny se podílejí jenom na přirozeném skleníkovém efektu, který nesouvisí s globálním oteplením, jež v posledních staletích zavinil člověk. Podle našich odhadů rostliny sice ročně uvolní 62 - 236 milionů tun metanu, ale zároveň pohltí 62 miliard tun CO2. Celkový vliv zalesňování na redukci skleníkových plynů je tedy jednoznačně pozitivní,“ píše se v prohlášení.

Profesor Lubomír Nátr souhlasí, ale zároveň upozorňuje, že jenom zalesňování nás dlouhodobě nespasí. „Uhlík ve formě CO2 se do stromů ukládá, jen dokud rostou a zvětšuje se jejich hmotnost. Uhlík se zakonzervuje do dřeva, které později buď spálíme, nebo přirozeně shnije. Tím se uhlík vrátí do atmosféry. Zalesňování může jen oddálit proces globálního oteplení o několik desetiletí - dát nám víc času, než najdeme lepší řešení,“ uzavírá profesor Nátr.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)