На деревьях обнаружены бактерии, поглощающие парниковые газы

Как известно, деревья поглощают углекислый газ из атмосферы и выделяют кислород. Однако роль непосредственно самой коры дерева в процессе газообмена раньше игнорировалась и существенно недооценивалась. Ученые рассматривали стволы лишь как пассивные «трубы», через которые почвенные газы (например, метан из болот) поднимаются вверх и выделяются в атмосферу. И только сейчас выяснилось, что на поверхности стволов живут целые сообщества бактерий (т.н. каулосфера), которые превращают деревья из пассивных хранилищ углерода в активные фильтры для водорода и метана, используя эти вещества в качестве источника энергии.

Общая площадь коры всех деревьев мира составляет примерно 143 млн. квадратных километров, что сопоставимо с территорией всех континентов! Авторы недавнего исследования, опубликованного в журнале «Science», решили выяснить, играет ли эта значительная площадь какую-то роль в круговороте парниковых газов и если да, то каким образом.

Команда учёных отправилась в леса Австралии, где на стволах деревьев установили герметичные камеры, подключенные к газоанализаторам. Они в реальном времени отслеживали любые изменения концентрации газов. Кроме этого, в лабораторию взяли образцы коры и поместили их в изолированные банки. Туда подавали метан (CH4), водород (H) и угарный газ (СО), наблюдая, как быстро микробы будут их поедать. Параллельно с этим, ученые пытались выявить специальные гены у таких бактерий, которые отвечают за переработку этих веществ.

Результаты анализа показали, что кора деревьев просто кишит жизнью: на один квадратный метр обитает до шести триллионов бактерий! Это всего в четыре раза меньше, чем на таком же участке почвы, но примерно в 200 раз больше, чем в воде того же региона. Генетический анализ показал, что микробы на коре оказались не просто случайными переселенцами из почвы. Это специфическое, специализированное сообщество, отличное от того, что живёт в земле или в воде по соседству. Они способны разлагать сложные органические соединения, обладают ферментами для питания водородом, угарным газом и метанолом, а также участвуют в брожении.

В ходе проведенных экспериментов было установлено, что микробы из коры активно поглощают метан. В заболоченных лесах, где деревья выкачивают его из почвы, бактерии на коре успевают перехватить и окислить примерно треть от общего объема этого парникового газа до того, как он высвободится в воздух. Но кора оказалась еще и поглотителем водорода. Бактерии используют его в качестве топлива. Сам по себе водород не является парниковым газом, но он косвенно усиливает глобальное потепление, входя в состав различных химических соединений. Сообщество бактерий коры активно поедает этот газ и согласно оценкам авторов научной работы, таким способом деревья на всей Земле извлекают из атмосферы до 1,6 миллиона тонн водорода в год!

Справедливости ради, стоит отметить, что у этого процесса имеется также и обратная сторона. Подобный естественный «фильтр» работает только при наличии кислорода. Если кора намокает (например, в сезон дождей или во время тумана), микробы переключаются на анаэробный (бескислородный) режим жизнедеятельности и уже сами начинают выделять метан и водород в атмосферу.

Таким образом, деревья оказывают гораздо более сложное влияние на климат и химический состав атмосферы. Их кора представляет собой гигантский «биореактор», эффективность которого напрямую зависит от бактериальных сообществ, обитающих на поверхности стволов. В то же время исследователи отмечают значительную неопределенность полученных результатов. Анализ охватывал всего восемь пород деревьев из восточной Австралии. Дальнейшие исследования должны включать в себя различные типы лесов, климатические условия и микробиомы по всему миру.