Los bosques como la selva amazónica emiten grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles biogénicos (BVOC) a la atmósfera. Estos compuestos impactan las propiedades físicas y químicas de la atmósfera y también nuestro clima. Las moléculas reaccionan rápidamente con los radicales OH ambientales y el ozono, influyendo así en la capacidad de oxidación de la atmósfera de contaminantes como el monóxido de carbono y gases de efecto invernadero como el metano. Es más, Los BVOC son precursores de aerosoles orgánicos secundarios, que afectan el presupuesto radiativo de la Tierra.

Muchos BVOC, como el α-pineno, son quirales. Esto significa que existen en dos formas de imagen especular no superponibles al igual que nuestras manos izquierda y derecha. Los científicos hablan de enantiómeros, o formas más y menos. Sin embargo, todas las propiedades físicas como su punto de ebullición, La masa y su velocidad de reacción con agentes oxidantes atmosféricos como el OH y el ozono son idénticas.

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 que menos α-pineno es la molécula quiral dominante del bosque tropical. Científicos del Instituto Max Planck de Química, Johannes Gutenberg-University Mainz y de Brasil han hecho ahora un descubrimiento sorprendente:desde la torre de medición de 325 metros de altura en la selva amazónica, pudieron demostrar que la proporción de enantiómeros de α-pineno varía en la vertical en un factor de diez. El equipo en torno a la investigadora de Max Planck, Nora Zannoni, también pudo demostrar que las concentraciones dependen de la altitud y varían con la hora del día y tanto en las estaciones húmedas como secas.

Mientras que el plus-α-pineno domina a 40 metros en cualquier momento y a 80 metros durante la noche, la forma negativa predomina a 80 metros durante el día y en todas las demás alturas más altas en cualquier momento. El equipo también observó que la concentración de α-pineno negativo depende de la temperatura a 80 metros, mientras que el α-pineno positivo no lo hace. "La actividad fotosintética de la vegetación depende de la temperatura y la apertura de los estomas. Por lo tanto, impulsa las emisiones de menos α-pineno, demostrando que las hojas son la principal fuente de emisión de este isómero, y que los dos isómeros se liberan de las hojas a través de diferentes vías, "dice Zannoni, quien es el 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 relación quiral de las dos formas se invierte a 80 metros. "Esto indica un fuerte fuente no caracterizada de más α-pineno en el dosel, "dice Jonathan Williams, líder de grupo en el instituto de Mainz y último autor 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 los herbívoros y las emisiones de termitas, son responsables de los valores más altos de α-pineno. Para probar un posible impacto de los insectos, los investigadores realizaron mediciones adicionales sobre 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 significativamente en el futuro con la deforestación continua y el calentamiento climático, su influencia debe tenerse en cuenta 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, "Williams agrega. 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 atmosféricos Zannoni y Williams concluyen que necesitan repensar cómo se simulan las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en el dosel. y tener en cuenta todo el ecosistema.