Исторически густая зелень Амазонки была крупнейшим поглотителем углерода на нашей планете, хотя эта переломная точка также была пройдена в начале этого года. Но новая волна исследований за последние несколько лет, включая новое исследование, опубликованное недавно в Philosophical Transactions of the Royal Society A, побудила нас переосмыслить, как выбросы метана деревьями вписываются в углеродный цикл.
Авторы исследования основывались на результатах предыдущих исследований, названных "границей нового глобального углеродного цикла", которые продемонстрировали, насколько значительными могут быть выбросы метана из стволов деревьев.
Водно-болотные угодья были признаны одними из самых метанообразующих зон на планете. Это объясняется тем, что затопленные почвы приводят к недостатку кислорода, в результате чего органические вещества разлагаются и выделяют метан. Однако в ходе исследования были найдены доказательства того, что даже тугайные деревья, которые растут вдоль рек и ручьев, казались сухими, когда уровень воды отступал, но все равно выделяли значительное количество метана.
"Мы обнаружили, что даже если есть области, которые не покрыты водой, но уровень грунтовых вод относительно высок, этот процесс все равно будет продолжаться", - говорит Алекс Энрих-Праст, доцент Университета Линчепинга в Швеции и соавтор работы.
Метан, образующийся в почве, транспортируется от корней вверх, а не окисляется в почве. Затем он выбрасывается с поверхности стеблей в атмосферу.
С развитием технологических инноваций исследователи получили возможность измерять метан более быстро и точно, не ограничиваясь плоскими поверхностями, которые легче поддаются анализу. Возможность проследить изгибы корней показала, что метан движется вверх по корневой системе и выводится через верхушку деревьев, а не просто выделяется с поверхности почвы или воды.
Когда исследователи увеличили свои результаты, чтобы вывести число общих выбросов в Амазонии, оно оказалось ошеломляющим. Исследователи подсчитали, что эти сухие тугайные деревья могут выделять от 2,2 до 3,6 миллионов метрических тонн метана в год, в дополнение к 12,7-21,1 миллионам метрических тонн метана, которые выделяют затопленные деревья.
Понимание того, что глубина залегания грунтовых вод, а не только затопление, может влиять на выбросы, имеет ключевое значение для совершенствования существующих моделей углеродного цикла, считает Энрич-Праст. Как говорится в заключении исследования, учет "источников, опосредованных деревьями", необходим для оценки глобальных выбросов. Для того чтобы правильно понять, как контролировать воздействие парниковых газов, нам необходимо знать, что именно там находится.
Но это еще не все. В Австралии Люк Джеффери, биогеохимик, постдокторский исследователь из Университета Южного Креста, обнаружил обилие бактерий, живущих в коре деревьев Paperbark, которые, по сути, пожирали метан деревьев. Эти маленькие помощники, скорее всего, эволюционировали с течением времени в этих богатых метаном средах, поскольку они активизируют окисление метаном до 40 процентов выбросов дерева.
Деревья Paperbark совершенно уникальны, говорит Джеффри. "У них очень толстая, губчатая, но многослойная кора. Ее можно почти содрать, как листы бумаги", - говорит Джеффри. "Мы знали, что эти деревья выделяют довольно много метана, а также то, что они выделяют его через кору. А поскольку у них такая уникальная кора, это просто идеальная среда обитания для микробов, потому что она темная, влажная и богата метаном".
Команда взяла образцы коры, поместила их в герметичные бутылки и наполнила метаном, чтобы измерить расход метана с течением времени. После извлечения ДНК и секвенирования результаты подтвердили прорыв: Метанотрофы (бактерии, потребляющие метан) были в действии.
Теперь Джеффри продолжает искать в других местах, за пределами заболоченных лесов, чтобы понять, где именно существуют эти микробы и существуют ли они в других частях дерева. Его исследование добавляет еще один фундаментальный фрагмент к головоломке метана.
"Это практически переворачивает многие исследования с ног на голову. Мы как бы рассматриваем деревья в одном измерении, как новый источник метана, но затем мы также находим доказательства того, что деревья могут помочь создать среду обитания для потребления метана", - говорит Джеффри. "Мы знаем, что деревья могут улавливать углекислый газ, который является нашей проблемой парникового эффекта, но если деревья также помогают уменьшить выбросы метана, то это фантастическая новость".
Этот механизм потребления также существует в почве и озерах, согласно Enrich-Past. Тонкий слой бактерий на поверхности озер также отвечает за блокирование выбросов метана, поднимающегося к вершине озера.
"Принцип действия у деревьев более или менее одинаков, просто мы очень мало о нем знаем. Зависит ли это от вида растения? Влияет ли это на разнообразие бактерий, если растения старше, моложе или выше?". говорит Энрих-Праст. "Мы понятия не имеем, но это действительно большое будущее для изучения".