Доказана способность растений производить метан

Метан (CH4), основной компонент природного газа, - парниковый газ, его воздействие на атмосферу примерно в 25 раз сильнее воздействия углекислого газа. До недавнего времени считалось, что из живых существ метан производят только некоторые виды бактерий в анаэробных условиях (без доступа кислорода). Основными источниками выбросов метана в атмосферу являются (в порядке убывания) увлажненные почвы (болота, заливные рисовые поля), жвачные животные (бактерии живут в их пищеводах) и некоторые производственные процессы (например, коксование каменного угля).

В январе 2006 года группа ученых под руководством Франка Кепплера опубликовала в журнале Nature статью, перевернувшую представление о естественном производстве метана. Исследуя образцы примерно 30 деревьев и трав, растущих в умеренных и тропических лесах, Кепплер обнаружил, что они производят (в присутствии кислорода!) некоторое количество метана. Ранее было известно, что произведенный почвенными бактериями метан может проникать в стебли (стволы) растений, а оттуда попадать в атмосферу, но не предполагалось, что растения сами его производят.

Открытие имело значение и для биологии, и для экологии. Во-первых, оказалось, что метан производят не только бактерии, но еще и растения. Во-вторых, по расчетам Кепплера, в сумме все растения на планете должны были выбрасывать в атмосферу 62-236 миллионов тонн метана в год - больше, чем увлажненные почвы. Это означало, помимо всего прочего, что оценки каких-то ранее известных источников сильно завышены.

В апреле 2007 года Кристофер Бутенхофф и Мухаммад Халил поправили оценку Кепплера, показав, что растения выбрасывают 20-60 миллионов тонн в год. В июле 2007 года коллектив голландских ученых под руководством Тома Дюэка выступил с опровержением выводов Кепплера. При помощи методов радиоуглеродного маркирования Дюэк исследовал целые растения (а не отдельные фрагменты, как Кепплер) и не зафиксировал никаких выделений метана, которые можно было бы приписать жизнедеятельности растений (то есть Кепплер мог фиксировать случайно попавший в растения бактериальный метан).

Новое исследование китайско-американской группы под руководством Чжи Пин Вана впечатлило и Кепплера, и Дюэка. Китайские ученые исследовали поведение фрагментов 44 различных видов растений, растущих во Внутренней Монголии. Они помещали образцы в герметичные бутылки с воздухом, оставляли их в темноте при комнатной температуре на 10-20 часов, а затем измеряли изменение концентрации метана. Точные методы радиоуглеродного маркирования, а также способ обработки образцов должны были исключить ошибку, в которой Дюэк подозревает Кепплера.

Первая группа (десять травянистых растений влажных почв) метан не производили. У двух (Glyceria spiculosa и Scirpus yagara) он выделялся, но не из листьев, а из стеблей, поэтому он не был признан метаном "растительного производства". Из 25 травянистых растений второй группы метан также не производило ни одно. Зато из девяти древесных растений второй группы метан производило семь (он выделялся только из листьев, но не из стволов).

Группа Вана делает вывод, что растения действительно могут производить метан, но не все, а только некоторые виды древесных растений. В экосистеме монгольской степи их мало, поэтому там производство метана незначительно, однако в экосистемах, где доминируют древесные растения, картина может быть другой.

С одной стороны, и Дюэк, и Кепплер признали работу Вана достаточно убедительной. С другой, некоторые скептики предполагают, что и Ван мог на самом деле фиксировать бактериальный метан, сложным образом распространяющийся по тканям растений. Кроме того, непонятно, почему Кепплер обнаружил производство метана также и у трав, тогда как Ван - только у древесных растений. Наконец, главной проблемой остается то, что ни одна группа пока не может объяснить, как же растения производят метан.