Listnaté stromy mohou znečišťovat vzduch. Je to známo už delší dobu, nový výzkum ale ukázal, jak moc a za jakých okolností – zejména s ohledem na stále se zrychlující klimatické změny.
„Měli bychom vykácet všechny duby?“ ptá se Tom Sharkey, univerzitní profesor v Institutu odolnosti rostlin na Michiganské státní univerzitě. Vědec samozřejmě klade tuto otázku záměrně provokativně, nenavrhuje vykácení všech dubů na Zemi. Přesto věc pokládá za relevantní, dovedl ho k ní vlastní výzkum, který nyní vyšel v odborném časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.
Jeho tým zjistil, že na oteplující se planetě budou rostliny, jako jsou duby a topoly, vypouštět více sloučeniny isopren, která zhoršuje kvalitu ovzduší a přispívá ke vzniku problematických pevných částic a ozonu v nízkých vrstvách atmosféry.
V přírodě je ale jen málokdy něco jednostranné. A je tomu tak i u isoprenu. Ten totiž může také zlepšit kvalitu čistého vzduchu a zároveň učinit rostliny odolnější vůči stresovým faktorům včetně útoků hmyzu a vysokých teplot.
„Chceme, aby rostliny vytvářely více isoprenu, aby byly odolnější, nebo chceme, aby ho vytvářely méně, aby nezhoršoval znečištění ovzduší? Jaká je ta správná rovnováha?“ ptá se vědec. „To jsou ty základní otázky, kvůli nimž naše práce vznikla. Čím více budeme všemu rozumět, tím efektivněji na ně budeme moci odpovědět,“ doplnil.
Isopren v záři reflektorů
Profesor Sharkey se věnuje studiu isoprenu už víc než půl století. Zajímá ho hlavně, jak souvisí s růstem rostlin. Tato látka je sice důležitá, ale podle něj podceňovaná. Isopren z rostlin je totiž druhým nejvýznamnějším uhlovodíkem, který se na Zemi uvolňuje do vzduchu. Hned po emisích metanu z lidské činnosti. „Přesto o něm většina lidí nikdy neslyšela,“ posteskl si Sharkey. „Dlouho byl v pozadí, ale je nesmírně důležitý,“ říká.
Poprvé se o něm začalo mluvit v 80. letech 20. století, kdy tehdejší americký prezident Ronald Reagan nepravdivě tvrdil, že stromy produkují více znečištění než automobily.
Isopren interaguje se sloučeninami oxidů dusíku, které se nacházejí ve znečištěném ovzduší produkovaném uhelnými elektrárnami a spalovacími motory v automobilech. Tyto reakce vytvářejí ozón, aerosoly a další vedlejší produkty, které jsou nezdravé pro lidi i rostliny.
„Dochází k zajímavému jevu, kdy se vzduch pohybuje městskou krajinou, zachycuje oxidy dusíku, pak se pohybuje nad lesem a vytváří toxickou směs,“ vysvětluje Sharkey. „Kvalita ovzduší po větru od města je často horší než kvalita ovzduší ve městě samotném.“
Teplota, nebo oxid uhličitý?
Sharkey a jeho tým nyní pracují na lepším pochopení biomolekulárních procesů, které rostliny používají k výrobě isoprenu. Výzkumníky zajímá zejména to, jak jsou tyto procesy ovlivňované životním prostředím, zejména v souvislosti se změnou klimatu.
Vědci už dříve věděli, že některé rostliny produkují isopren při fotosyntéze. Věděli také, že změny, kterými nyní vlivem lidské činnosti planeta prochází, mají na produkci isoprenu různé dopady. Zvyšující se obsah oxidu uhličitého v atmosféře výrobu isoprenu snižuje, ale vyšší teploty ji naopak zvětšují.
Výzkumníky tedy nyní zajímalo, který z těchto efektů bude silnější, nebo zda se nějak navzájem vyváží. A objevili regulační proces, který výrobu isoprenu řídí. „Můžeme říci, že vliv teploty převažuje nad vlivem oxidu uhličitého,“ uvedli. „V době, kdy se teplota dostane ke 35 stupňům Celsia, už v podstatě nedochází k žádnému potlačení CO2. Isopren se uvolňuje jako šílený.“
Ve svých pokusech, při nichž použili rostliny topolu, také zjistili, že když se list oteplí o 10 stupňů Celsia, jeho emise isoprenu se zvýší více než desetkrát. Tento objev pomůže vědcům lépe předvídat, kolik isoprenu budou rostliny v budoucnu do vzduchu uvolňovat. A tedy i to, jak moc mohou přispívat ke znečišťování ovzdušování.
