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Unter UV-Einfluss bilden Pflanzen das Treibhausgas Methan. Foto: Frank Keppler
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"Wir haben die Pflanzenverbindung Pektin untersucht, den Gerüststoff in den Pflanzen selbst. Diesen Stoff haben wir isotopisch markiert, ihm also einen Fingerabdruck verpasst und dann die Reaktion auf Temperaturerhöhungen und UV-Bestrahlung untersucht", erklärt Studienleiter Frank Keppler vom Mainzer MPI im Gespräch mit pressetext. Bereits im Jahr 2006 war seine Forschungsgruppe auf das Methan aus pflanzlicher Herkunft gestoßen. "Nachdem von einigen Seiten angezweifelt wurde, dass dieser Prozess wirklich existiert, haben wir weitere Untersuchungen vor allem an getrocknetem Material vorgenommen", so Keppler weiter. Die Forscher haben die Pflanzenteile in verschiedenen Versuchsreihen mit UV-Licht bestrahlt, auf bis zu 100 Grad erwärmt und bei Temperaturen von 20 bis 100 Grad untersucht. Dabei stellten die Forscher fest, dass je energiereicher das Licht war, mit dem die Proben bestrahlt wurden, die Freisetzung von Methan umso größer war. Noch höhere Raten konnten erreicht werden, wenn gleichzeitig die Temperatur erhöht wurde. Ohne UV-Bestrahlung und bei normaler Raumtemperatur gaben die Pflanzen hingegen 100 Mal bis 1.000 Mal weniger Methan frei. UV-Licht kurbelt den Forschern zufolge also die Methanproduktion erheblich an. "Gleichzeitig haben wir aber auch beobachtet, dass es große Unterschiede in der Methanfreisetzung bei den verschiedenen Pflanzen gibt", erklärt Keppler. So ließe sich auch erklären, dass in vorhergehenden Studien auch keine oder besonders große Methanemissionen beobachten werden konnten. Ein Bestandteil, aus dem UV-Licht Methan erzeugt, sei den Wissenschaftlern zufolge der Pflanzenbaustoff Pektin. Dieser Stoff enthält sogenannte Methoxy-Gruppen , die in ihrer chemischen Struktur schon der des Methan ähneln und aus denen durch biochemische Prozesse schließlich das Treibhausgas entsteht. Mittels Isotopenanalyse konnten die Wissenschaftler diesen Prozess jetzt auch eindeutig nachweisen. Dabei ersetzten sie die Wasserstoffatome der Methoxy-Gruppen durch Deuterium, schweren Wasserstoff, der sich schließlich auch im entstandenen Methan wiederfand. Neben diesem Umbau von Pektin müssen aber auch andere methanbildende Vorgänge ablaufen, meinen die Forscher, denn es sei auch Methan ohne Deuterium entstanden. "Mit diesem Ansatz konnten wir aber deutlich zeigen, dass aus Pflanzen Methan freigesetzt werden kann", sagt Keppler. Die niederländische Forschungsgruppe habe zudem Teile verschiedener heimischer und tropischer Pflanzen untersucht. "Dabei wurde aus jedem Material Methan emittiert." Auch lebende Pflanzen seien in der Lage das Treibhausgas zu produzieren, der Prozess würde sich hier aber um einiges komplexer gestalten. "Es sind weitere Forschungsstudien auch an lebenden Pflanzen im Freiland nötig, um zunächst zu verstehen, warum Pflanzen Methan freisetzen. In einem nächsten Schritt könnte man dann Hochrechnungen anstellen, wie groß diese Mengen ausfallen und welchen Einfluss sie auf die Umwelt haben", sagt Keppler abschließend.
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