Meglepő felfedezés a növények metánkibocsátásáról

Ez év elején meglepő felfedezésről számoltak be a heidelbergi Max Planck Intézet kutatói: a növények képesek önállóan metánt termelni, amit közvetlenül a légkörbe juttatnak. Az eredmény további kérdéseket vet fel a jelenség növényélettani hátterével és a  klímaváltozással összefüggő folyamatokkal kapcsolatban is.

Az utóbbi években egyre több kutatás foglalkozott a bioszféra működésével, ezen belül pedig az éghajlatot befolyásoló egyes gázok légköri szintjének változásaival, a növények metántermelése azonban mindeddig elkerülte a kutatók figyelmét. A növények gázkibocsátását vizsgáló kísérletek során viszont nemrég kiderült, hogy a növények oxigén jelenlétében is képesek jelentős mennyiségű metánt termelni. A metán a vízgőz és a szén-dioxid után a leggyakoribb üvegházhatású gáz, hatását tekintve pedig nagyjából 20-30-szor erősebb, mint a szén-dioxid. A felfedezés emiatt a jelenség biokémiai vonatkozásán túl az üvegházgázok megnövekedett kibocsátása és az éghajlat felmelegedése közötti kapcsolat pontosabb megértése szempontjából is fontos.

A metán légköri koncentrációja nagyjából háromszorosára nőtt az utóbbi százötven évben, és bár a metán fontos energiaforrásnak számít, az ipari tevékenység csak részben felelős a növekedésért. Mennyiségét tekintve sokkal fontosabbak a biológiai eredetű források - amelyek egy része emberi eredetű, más része természetes folyamatok eredménye - hiszen a levegőben jelenleg található metán legnagyobb része innen származik. Egészen mostanáig úgy gondolták, hogy a légkörbe kerülő, biológiai eredetű metán csak oxigénmentes (anaerob) körülmények között keletkezhet, a mikroorganizmusok szerves anyagokat lebontó anyagcsere folyamatai során. A legnagyobb mértékű anaerob metántermelés a vízzel elárasztott rizsföldeken és más vizes élőhelyeken (mocsarakban, lápokban) zajlik, de jelentős mennyiségű metán keletkezik a kérődző állatok és a termeszek emésztése során, valamint a hulladéklerakók és szennyvíztisztítók környékén is. A korábbi becslések alapján a biológiai eredetű források az éves metánkibocsátás (600 millió tonna) mintegy kétharmadát adják.

Új szereplők a metán körforgalmában: a növények

A Max Planck Intézet kutatói elhalt és élő, friss növényi levelek által gázokat vizsgálták, amikor fény derült rá, hogy a növények metánt is termelnek, amit közvetlenül a légkörbe juttatnak. Ezt követően egy újabb kísérletben a kukorica és az angolperje gázkibocsátását vizsgálták, laboratóriumi körülmények között és a szabadban is. Ebből az derült ki, hogy az élő növények által kibocsátott metán az elhalt levelekből származó mennyiség 10, illetve akár 1000-szerese is lehet. A kutatók később azt is megfigyelték, hogy a metánkibocsátás rátája nagyságrendekkel nőtt, ha a növények napfénynek voltak kitéve. Az egyelőre nem világos, hogy a növények metántermeléséért milyen biokémiai folyamatok a felelősek. A kutatók szerint egy eddig ismeretlen, rejtett mechanizmusról lehet szó, amelyet a növényekről szerzett eddigi tudás alapján nem tudtak azonosítani, vagyis a felfedezés új kutatási területet nyit meg a növényélettan számára - olvasható a Nature brit hetilapban.

A szárazföldi növények metántermelését a kutatók első becsléseik alapján 60 és 240 millió tonna közé teszik, ami az évente a légkörbe jutó összes metán nagyjából 10-30%-a. Ennek körülbelül kétharmadát a trópusi esőerdők adják, mivel ezeken a területeken a legnagyobb a biomassza mennyisége. A növények közvetlen metánkibocsátására vonatkozó bizonyíték megmagyarázza azokat a műholdas távérzékeléssel készített felvételeket is, amelyeken nagy mennyiségű metán látható a trópusi területek felett.

Természetesen felmerül a kérdés, hogy minderre miért csak most derült fény, annak ellenére, hogy a kutatók már több mint húsz éve foglalkoznak a globális metánkörforgalom elemzésével. Frank Keppler, a kutatás vezetője szerint ennek legfőbb oka, hogy mivel az összes tankönyvben az olvasható, hogy biológiai eredetű metán csak oxigénmentes közegben képződhet, ezért senki sem vizsgálta közelebbről azt a lehetőséget, hogy mindez oxigéndús környezetben is lehetséges. A kutatók izotópos vizsgálatokat is folytattak annak bizonyítására, hogy egy eddig valóban ismeretlen folyamatról van szó. A következő lépés, hogy további mérésekkel pontosan meghatározzák a növényi metánkibocsátás (emisszió) mértékét. A felfedezés kapcsán felmerülő további kérdés, hogy a hőmérséklet és a szén-dioxid koncentráció globális növekedése milyen hatással van a növények metántermelésére. Ez utóbbi azért fontos, hogy jobban megértsük az üvegházhatású gázok termelése és a klímaváltozás közötti kölcsönhatások természetét.

A kutatók külön közleményben hangsúlyozták, hogy a növények metántermelése a természetes - és nem az antropogén - üvegházhatáshoz járul hozzá, vagyis a növények nyilvánvalóan nem felelősek az üvegházhatás fokozódásáért, és ezáltal a globális felmelegedésért. A metán légköri koncentrációjának gyors ütemű növekedése (az ipari korszakot megelőző időktől kezdődően) egyértelműen a különféle emberi tevékenységek következménye, hiszen a növények metánkibocsátása már jóval az emberi beavatkozásokat megelőzően is létezett. A tanulmány kapcsán napvilágot látott egy másik téves következtetés is, az erdőtelepítési programokkal kapcsolatban. E szerint nem lenne helyes, hogy erdőket telepítünk a légköri szén-dioxid szint csökkentése érdekében, mivel ezzel megnöveljük a légkörbe jutó metán mennyiségét. A kutatók becslései azt mutatják, hogy az erdőtelepítéssel elért szén-dioxid megkötés pozitív hatása jóval meghaladja azt a viszonylag csekély negatív hatást, amit a növények metántermelése jelent, vagyis a fő probléma továbbra is a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó gázok nagy mennyisége marad.