Интенсивный Эль-Ниньо провоцирует образование новых реактивных летучих веществ как защиту от стресса в амазонском лесу

Почему это важно для климата в будущем

Амазонский лес часто называют лёгкими планеты, но он также является гигантской химической фабрикой, тихо влияющей на образование облаков, осадков и климат. В этом исследовании поставлен вопрос: что происходит с этой фабрикой, когда интенсивный Эль-Ниньо приносит рекордную жару и засуху. Отслеживая невидимые газы, выделяемые деревьями до, во время и после Эль-Ниньо 2023–2024 годов, авторы показывают, что лес меняет типы выделяемых им химических веществ, переходя в своего рода режим стресса, что может повлиять как на здоровье самого леса, так и на атмосферу над ним.

Лес под растущим давлением

Амазония обычно повторно возвращает влагу в атмосферу и хранит огромные запасы углерода. Но рост температуры, повторяющиеся засухи и пожары подталкивают части леса к превращению из поглотителя углерода в его источник. Деревья также выделяют небольшую долю своего углерода в виде летучих органических соединений (ЛОС), которые способствуют образованию аэрозолей и облаков. Среди них — изопреноиды, семейство растительных запахов, включающее более лёгкие, распространённые молекулы и более тяжёлые, редкие. Хотя тяжёлые газы встречаются редко, они очень быстро реагируют в воздухе и могут значительно влиять на формирование новых частиц и облаков над лесом.

Наблюдение за лесом во время экстремального Эль-Ниньо

Исследователи провели подробные измерения этих растительных газов с высокой башни в глубине центральной Амазонии, охватив четыре ключевых периода: нормальный влажный сезон до Эль-Ниньо, пик засухи, влажный сезон, всё ещё находившийся под влиянием Эль-Ниньо, и последующий сухой сезон после ослабления условий. Они сочетали тщательный отбор проб с передовым лабораторным анализом, а также регистрировали температуру, влажность, влажность почвы, освещённость и озон. Как и ожидалось, период Эль-Ниньо принёс более тёплый воздух, сушеющие почвы и значительно пониженную влажность. Концентрация озона в воздухе леса также резко возросла в самые сухие месяцы, что указывает на усиление атмосферной химии.

Химический поворот в сторону тяжёлых стрессовых газов

Не все растительные газы отреагировали одинаково. Более знакомые изопрен и стандартные монтерпены в основном следовали сезонным циклам, повышаясь в сухие месяцы и снижаясь в влажные, а не напрямую повторяя динамику Эль-Ниньо. В отличие от них, более тяжёлые сесквитерпены выросли более чем на 100 процентов в ходе цикла Эль-Ниньо. Наиболее поразительно, что в влажный сезон, последовавший за пиком засухи, команда обнаружила в воздухе новую группу ещё менее летучих сесквитерпеновых спиртов, включая несколько соединений, крайне редко, если вообще когда‑либо, отмечавшихся над целым лесом. Их уровни были сопоставимы с обычными сесквитерпенами, что предполагает, что эти недавно обнаруженные газы кратковременно стали значительной частью химического «выдоха» леса.

Признаки включения защитного стрессового пути

Анализ того, какие соединения повышались и понижались вместе, позволил авторам выявить тесно связанную группу сесквитерпенов и сесквитерпеновых спиртов, имеющих общую углеродную «скелетную» структуру. Эти газы достигали пика по утрам, когда поток воды в растениях и испарение были сильнейшими, и резко снижались в полдень, что указывает на то, что их выделение контролируется в основном метаболизмом растений, а не просто разрушением в воздухе. Расчёты показали, что одни лишь изменения в атмосферной химии не могли объяснить их всплеск; деревья должны были нарастить производство. Полученная картина указывает на метаболический путь, который включается при сильной жаре и засухе, затем продолжается в следующий влажный сезон, когда вода возвращается, и угасает по мере снятия стресса.

Что это означает для леса и неба над ним

Авторы предполагают, что эти более тяжёлые, более реактивные газы являются частью защитной системы при стрессе, помогая растениям справляться с вредными кислородсодержащими молекулами, накапливающимися в тканях при экстремальных условиях. Поскольку эти пары более «липкие» и менее летучи, они также особенно способствуют образованию новых аэрозолей, тонко меняя состав химии и частиц над Амазонией во время и после засух. По мере того как сильные события Эль-Ниньо и волны жары становятся более частыми из‑за климатических изменений, исследование указывает на то, что «атмосферное дыхание» Амазонии может смещаться в сторону большей доли этих тяжёлых стрессовых газов, с последствиями для образования облаков, режимов осадков и устойчивости самого леса.

Цитирование: Byron, J., Pugliese, G., de A. Monteiro, C. et al. Intense El Niño provokes production of new reactive volatiles as stress defences in Amazon rainforest. Commun Earth Environ 7, 419 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03597-7

Ключевые слова: Амазонский тропический лес, Эль-Ниньо, летучие органические соединения, стресс из‑за засухи, атмосферная химия