Gas metano

Durante décadas, los científicos sólo sabían que los volcanes, el gas encerrado en el hielo ártico y los incendios forestales actuaban como fuentes abióticas de metano, en las que el gas se forma de forma no bioquímica. Los microorganismos se consideraban la única fuente biótica que produce metano sin oxígeno. En los últimos años, Frank Keppler y su equipo han descubierto que las plantas, los hongos y también los mamíferos emiten metano, y éste, al aire. Los investigadores están estudiando si se trata de un proceso biótico (catalizado por enzimas) o abiótico (puramente químico). Ahora hemos establecido que en las plantas el hidrocarburo se forma a partir del aminoácido metionina.

Las trazas de metano en la atmósfera son pequeñas pero tienen un gran impacto en el clima. Después de todo, su efecto invernadero es 25 veces mayor que el del dióxido de carbono. Esto significa que otras fuentes de metano también son relevantes para la comprensión del clima.

La metionina etiquetada revela el metano vegetal vegetal

Para llegar al fondo de la fuente de metano, Keppler, del Instituto Max Planck de Química de Maguncia y la Universidad de Heidelberg, y sus colegas adoptaron dos enfoques. En primer lugar, infiltraron metionina especialmente marcada en las hojas de las plantas de tabaco y dejaron que los brotes crecieran en un medio de cultivo con la metionina preparada en experimentos posteriores. El aminoácido del grupo metilo, que los científicos consideraban que podía ser un precursor del metano, recibió una cantidad especialmente elevada de carbono-13. Este isótopo pesado del carbono puede diferenciarse claramente del carbono-12 ordinario en análisis apropiados. "A continuación, encontramos el átomo de carbono etiquetado en el metano que emitió el plantasdice Frank Keppler.

Los investigadores realizaron experimentos en tubos de ensayo, en una solución acuosa, un escenario realista, ya que la mayoría de las células vegetales están formadas en gran parte por agua. Combinaron diversas sustancias metiladas, que contienen un grupo metilo derivado del metano, como por ejemplo la metionina, el dimetilsulfóxido o la lecitina, con iones de hierro, ácido ascórbico y peróxido de hidrógeno. Estos últimos también son responsables de la incorporación o eliminación de grupos metilo en otras moléculas de plantas, hongos y animales. En los experimentos se formó metano a partir de metionina y algunas otras sustancias que contienen azufre y que, sin embargo, no se encuentran en las plantas - esto ocurrió por medios abióticos, es decir, sin ninguna adición bioquímica de enzimas.

"Al parecer, la vinculación de la grupo metilo con otro átomo de azufre es un requisito previo para ello", afirma Frank Keppler. "El metano sólo se producía en cantidades notables en tales sustancias". El hidrocarburo también se escindió en forma de dimetil sulfóxido. "En las plantas esto no desempeña ningún papel, sin embargo en las algas esto podría ser un importante precursor químico a partir del cual se emite metano", afirma Keppler. afirma Keppler. "Este hallazgo podría ser de gran ayuda para explicar la paradoja metano-océano". Los océanos emiten una cantidad considerable de metano. los océanos del mundo, a pesar de que éstos tienen un alto contenido de oxígeno. Los biólogos no pueden explicar esto mientras acepten la suposición de que los microorganismos sólo producen metano cuando no hay oxígeno disponible.

Metano, ¿coincidencia o residuo?

"Aún no hemos probado si el mecanismo abiótico abiótico que observamos en los tubos de ensayo también funciona así en las plantas", dice Frank Keppler. plantas", dice Frank Keppler. "Esto es lo que queremos averiguar en futuros trabajos". Al identificar la metionina como precursor químico del gas de efecto invernadero, ya dieron el primer paso. Por el momento tampoco está si el metano se forma en las plantas por casualidad, al juntarse las sustancias sustancias necesarias en sus células en ese momento concreto. momento. O si se trata de un producto de desecho, por así decirlo, de una reacción cuyos otros productos son importantes para el metabolismo de las plantas.

Todavía no es posible evaluar las cantidades de metano emitidas por las fuentes que Frank Keppler y sus colegas han encontrado en plantas, hongos y posiblemente también animales. En consecuencia, tampoco está claro aún qué papel desempeñan estos emisiones de metano con respecto al clima. Los investigadores sólo podrán presentar pronósticos fiables al respecto cuando hayan encontrado y comprendido todas las fuentes de metano hasta ahora desconocidas, cuando sepan qué factores, como por ejemplo la radiación UV o el contenido de oxígeno en el medio ambiente, influyen en la emisión de metano. Esto es exactamente en lo que están trabajando los investigadores dirigidos por Frank Keppler.

Fuente: Dra. Susanne Benner, Sociedad Max Planck