עצים זקנים אינם "ירוקים" – וגם פולטים מתאן

עצים בוגרים אינם תורמים להפחתת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה, ובנוסף פולטים מתאן

החשיבות הגדולה של העצים, והצמחים בכלל, (כיצורים אוטוטרופיים) מוכּרת לכולם, בעיקר כסופחי פחמן דו-חמצני - אותו גז חממה שכולנו, כל היצורים האווירניים, פולטים בתהליך הנשימה. גם תהליכים תעשייתיים שעושים שימוש בתוצרי נפט תורמים לעליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני. העצים, כמו שאר הצמחים, קולטים יותר פחמן דו-חמצני משהם פולטים, רק כשהם גדלים ומגדילים את הביומסה שלהם. כאשר הם מגיעים לגודלם המרבי, שווה קליטת הפחמן הדו-חמצני של העץ לפליטתו, ואז נפסקת תרומת העץ להפחתת אפקט החממה.

גזע של עץ זקן
המקור: Abu Shawka
via Wikimedia Commons

בשנים האחרונות התברר, שלא רק שעצים בוגרים אינם תורמים להורדת כמות הפחמן הדו-חמצני, אלא שנפלט מהם מתאן - גז הביצות - גז החממה השני בחשיבותו, שידוע כי באופן טבעי הוא מיוצר על ידי אַרכֵאוֹנים מֶתָנוֹגֶניים (וראו במסגרת). ריכוז המתאן האטמוספרי שנמדד בסביבת העצים הבוגרים הגיע לפי 80 אלף מהריכוז הרגיל באטמוספרה! בתחילה חשבו שהצמחים עצמם מייצרים את המתאן - מה שנחשב כתחילתה של סנסציה מדעית - אך בהמשך התברר כי את המתאן מייצרים ארכאונים מתאנוגניים שחיים בתוך גזע העץ. מה מאפשר לארכאונים המתאנוגניים, שהם יצורים אל-אווירניים, לאמץ את גזע העץ כמקום מגורים, ולשחרר מתאן לאטמוספירה?

מיהם האַרכֵאוֹנים?

שנים ארוכות היה מקובל לחלק את עולם החי לשניים: תאים חסרי גרעין - פרוקריוטים (Prokaryotes), ותאים בעלי גרעין - איקריוטים (Eukaryotes). עם הפרוקריוטים נמנו החיידקים והאצות הכחוליות, שכיום מוגדרות כחיידקים כחוליים, ועם האיקריוטים נמנו הפרוטיסטה, האצות, הפטריות, בעלי-החיים והצמחים.

ב-1977 , גילו החוקר קרל ווז  (Woese) ועמיתיו, שקבוצת החיידקים המתאנוגניים אינה שייכת לפרוקריוטים, אלא לקבוצה אחרת שהמרחק האבולוציוני שלה מהפרוקריוטיםשווה כמעט למרחק האבולוציוני שלה מהאיקריוטים. במשך הזמן התברר שגם קבוצות אחרות של חיידקים שייכות לקבוצה זו. כיום (לאחר שתקופה מסויימת היא כונתה "חיידקים קדומים") מכונה הקבוצה הזאת "ארכאונים" (Archaea), ואילו החיידקים "הרגילים" נשארו "חיידקים" (Bacteria). האיקריוטים, שהגדרתם לא השתנתה, מכונים בשפה המדעית Eukarya (או Eucarya).

על פי הנתונים המולקולריים, האב המשותף לארכאונים ולאבי האיקריוטים התפצל, כנראה, מאבי החיידקים לפני שחל הפיצול בין הארכאונים לאבי האיקריוטים.

קבוצתו של כריסטופר קוביי (Covey), מבית הספר ללימודי היער והסביבה של אוניברסיטת ייל, ארצות-הברית, חקרו את פליטת המתאן מגזעי העצים ה"זקנים". הם גילו שתהליכי ריקבון של תוך הגזע, heart rot, שאותם מבצעות פטריות אווירניות, הם המפתח לתהליך. אותן פטריות, החודרות דרך סדקים ופצעים בגזע - לעיתים עקב פעילות של בעלי חיים - גדלות בחללים הסגורים והנרקבים של הגזע, וניזונות ממרכיביו, מנצלות ומסלקות את החמצן המגיע לחללים אלה, ובכך מאפשרות לקהילה שלמה של יצורים אל-אווירניים - חיידקים וארכאונים, חלקם אובליגטורים - לחיות איתן בסימביוזה. החיידקים והארכאונים ניזונים מההפרשות של הפטריות, והם עצמם מספקים תרכובות חנקן (חיידקים מסוימים) וחומרים אחרים הדרושים לפטריות האווירניות החיות בסדקים ובפצעים - שם יש חמצן. אחד מתוצרי הלוואי של הארכאונים, שנפלט לסביבה, הוא המתאן. תהליכי הריקבון של העץ נמשכים שנים רבות, והעץ ממשיך לחיות, ללא סימפטומים חיצוניים. רק כשמאסה קריטית של העץ נרקבת, הוא מת ו/או קורס.

עכשיו נותר לגלות ולאפיין את הקהילה המיקרוביולוגית החיה באותם חללים של הגזע, ולבדוק את תרומתה לאפקט החממה.

המאמר המקורי

Covey et al, 2012, Elevated methane concentration in trees of an upland forest, Geophysical research letters, 39, L15705.

 לקריאה נוספת

מתאן - גז חממה, גז קטלני ומקור אנרגיה ירוק – דרור בר-ניר

רשומה זו עודכנה לכתבה שפורסמה בגליליאו 171, נובמבר 2012