Неожиданная хиральность в тропическом лесу

Тропические леса, такие как Амазонка, выбрасывают в атмосферу огромное количество биогенных летучих органических соединений (БЛОС). Многие из них, например α-пинен, являются хиральными, то есть существуют в двух зеркальных формах (энантиомерах), подобно левой и правой руке. Ранее считалось, что в тропическом лесу преобладает минус-форма α-пинена. Однако международная команда ученых из Института химии общества Макса Планка, Университета Иоганна Гутенберга в Майнце и Бразилии обнаружила неожиданную закономерность.

С высотной 325-метровой измерительной башни в амазонской сельве исследователи установили, что соотношение энантиомеров α-пинена изменяется по вертикали в десять раз. Концентрации зависят от высоты, времени суток и сезона. Плюс-α-пинен доминирует на высоте 40 метров в любое время и на 80 метрах ночью, тогда как минус-форма преобладает на 80 метрах днем и на всех больших высотах. «Фотосинтетическая активность растительности, зависящая от температуры, управляет выбросами минус-α-пинена, что указывает на листья как основной источник этого изомера», — поясняет ведущий автор работы Нора Заннони.

Во время сухого сезона хиральное соотношение на высоте 80 метров меняется на противоположное. «Это указывает на мощный, неохарактеризованный источник плюс-α-пинена в пологе леса», — говорит руководитель группы Джонатан Уильямс. Исключив атмосферные процессы, ученые предположили, что причиной могут быть насекомые, например, термиты. Дополнительные измерения над термитниками подтвердили, что такие выбросы могут изменить окружающее хиральное соотношение. «Растения также могут выделять большое количество плюс-α-пинена при повреждении», — добавляет Уильямс.

Исследователи приходят к выводу, что модели выбросов БЛОС из лесного полога необходимо пересматривать, учитывая всю экосистему, включая влияние насекомых, особенно с учетом прогнозируемого роста популяций термитов из-за вырубки лесов и изменения климата.