Los bosques como la selva amazónica emiten grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles biogénicos BVOC a la atmósfera. Estos compuestos afectan las propiedades físicas y químicas de la atmósfera y también nuestro clima. Las moléculas reaccionan rápidamente con los radicales OH ambientales y el ozono.lo que influye en la capacidad de oxidación de la atmósfera para contaminantes como el monóxido de carbono y gases de efecto invernadero como el metano. Además, los COVB son precursores de aerosoles orgánicos secundarios, que afectan el balance radiativo de la Tierra. Muchos COVB, como el a-pineno, son quirales. Esto significaque existen en dos formas de imagen especular no superponibles, como nuestra mano izquierda y derecha. Los científicos hablan de enantiómeros, o formas positivas y negativas. Sin embargo, todas las propiedades físicas, como su punto de ebullición, masa y su velocidad de reacción con los agentes oxidantes atmosféricoscomo el OH y el ozono son idénticos.
A pesar de la similitud química de estos pares quirales, los insectos y las plantas pueden distinguir formas enantioméricas de feromonas y fitoquímicos, aunque se ha prestado poca atención a la proporción de mezcla de las dos formas separadas en los bosques. Las mediciones anteriores informaron menos α-pineno comola molécula quiral dominante de la selva tropical. Científicos del Instituto Max Planck de Química, la Universidad Johannes Gutenberg-Mainz y de Brasil han hecho un descubrimiento sorprendente: desde la torre de medición de 325 metros de altura en la selva amazónica, fueroncapaz de demostrar que la proporción de enantiómeros de α-pineno varía en la vertical en un factor de diez. El equipo de la investigadora de Max Planck, Nora Zannoni, también pudo demostrar que las concentraciones dependen de la altitud y varían con la hora del díay en estaciones secas y húmedas.
Mientras que el plus-α-pineno domina a los 40 metros en cualquier momento y a los 80 metros durante la noche, la forma menos predomina a los 80 metros durante el día y en todas las demás alturas más altas en cualquier momento. El equipo también observó que la concentración de menos α-pinenodepende de la temperatura a 80 metros, mientras que el α-pineno no lo hace ". La actividad fotosintética de la vegetación depende de la temperatura y la apertura estomática. Por lo tanto, impulsa las emisiones de α-pineno negativo, demostrando que las hojas son la principal fuente de emisión de esteisómero, y que los dos isómeros se liberan de las hojas a través de diferentes vías ", dice Zannoni, primer autor de un estudio publicado recientemente en la revista de ciencia Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.
¿Las termitas como fuente desconocida de más α-pineno en el dosel?
Durante la estación seca, la proporción quiral de las dos formas se invierte a 80 metros. "Esto indica una fuente fuerte y no caracterizada de más α-pineno en el dosel", dice Jonathan Williams, líder del grupo en el instituto en Mainz y últimoautor del estudio. Dado que los investigadores pudieron
descartar sumideros atmosféricos como la degradación selectiva quiral del pineno por radicales OH y ozono o la deposición en aerosoles, así como la influencia de la dirección del viento y la luz solar, en cambio sospechan que el estrés de los insectos como la alimentación de herbívoros y las emisiones de termitas son responsablespara los valores más altos de α-pineno. Con el fin de probar un posible impacto de los insectos, los investigadores realizaron mediciones adicionales por encima de los nidos de termitas que confirmaron que tales emisiones pueden anular la proporción quiral ambiental de α-pineno. Como se espera que las poblaciones de termitas aumenten significativamenteen el futuro con la deforestación continua y el calentamiento climático, su influencia debe considerarse en los modelos de emisión forestal y la señalización forestal.
"También sabemos que las plantas pueden liberar grandes cantidades de más α-pineno cuando se lesionan o se comen", agrega Williams. Esto está respaldado por mediciones de compuestos volátiles asociados con heridas en las hojas que incluso revelaron cuándo los herbívoros eran más activos.Los químicos Zannoni y Williams concluyen que necesitan repensar cómo se simulan las emisiones de compuestos orgánicos volátiles del dosel y tener en cuenta todo el ecosistema.
La investigación fue cofinanciada por el proyecto H2020 "ULTRACHIRAL" de la Unión Europea.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Química . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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