Mężczyzna Tollund był c. 30-40 lat, kiedy zmarł wisząc c. 405-380 p.n.e. Był
znalezione w 1950 r. W torfowisku c. 10 km na zachód od Silkeborg. Głowa mężczyzny Tollund została zachowana
Ale jego ciało wyschło; Teraz wystawiona jest rekreacja ciała.
Torunki torfowiska, głównie złożone z mchu zwanego Sphagnum, to specjalne środowiska, które odgrywają kluczową rolę w regulacji klimatu Ziemi poprzez przechowywanie dużych ilości węgla. Te torfowiska znane są również z zachowania starożytnych ludzkich szczątków, zwanych ciałami torfowiskowymi, ze względu na ich zimne, kwaśne i ubogie w tlen. Jednak naukowcy od dawna są zaskoczeni dwoma dziwnymi wzorami w tych ekosystemach: niezwykle dużej ilości dwutlenku węgla w porównaniu z uwalnianiem metanu i bardzo powolnym rozkładem martwego materiału roślinnego. Co ciekawe, obie te zagadkowe funkcje faktycznie pomagają spowolnić zmiany klimatu poprzez zatrzymanie węgla lub zmniejszenie uwalniania silniejszych gazów cieplarnianych. Rozwiązanie tych tajemnic jest ważne, ponieważ torfowiska posiada prawie jedną trzecią całego węgla znalezionego w glebie na ziemi – na równi z całkowitym węglem obecnym obecnie w atmosferze.
Grupa badaczy, w tym Alexandra B. Cory, Rachel M. Wilson, M. Elizabeth Holmes, William J. Riley, Yueh-Fen Li, Malak M. Tfaily, Sarah C. Bagby, Patrick M. Crill, Jessica G. Ernakovich, Virginia I. Rich i Jeffrey P. Chanton z wielu uniwersytetów i laboratoriów w Stanach Zjednoczonych i Europie, wyruszają w to lepsze zrozumienie tego. Ich ustalenia, które zostały opublikowane w szanowanym czasopiśmie Scientific Reports, sugerują, że proces chemiczny znany jako reakcja Maillard, rodzaj nie żyjącej interakcji chemicznych między cukrami i białkami, najbardziej znaną z tworzenia brązowej, aromatycznej skorupy na pieczonych lub grillowanych pokarmach, takichtowych i smażonego mięsa, może pomóc w obu łamigłówkach. Ta reakcja zwykle zdarza się, gdy niektóre cukry i białka oddziałują i, w przeciwieństwie do enzymatycznych procesów brązowych, które zależą od drobnoustrojów, ta szczególna reakcja może wystąpić bez żadnego zaangażowania żywych organizmów.
Ich wyniki pokazują, że naturalne reakcje chemiczne, nie obejmujące żywych organizmów, wewnątrz torfu mogą wytwarzać znaczne ilości dwutlenku węgla. Aby to przetestować, naukowcy przeprowadzili eksperymenty za pomocą mieszanin naturalnego torfu i laboratoryjnego. Nawet torf, który został sterylizowany – co oznacza, że wszystkie żywe drobnoustroje zostały usunięte – wciąż uwalniono dwutlenek węgla, co pokazuje, że ten gaz można wytwarzać same przez reakcje chemiczne. Reakcje te stworzyły również złożone związki bogate w azot, które prawdopodobnie utrudniały drobnoustrojom dostęp do potrzebnego azotu. Azot jest niezbędnym składnikiem odżywczym, na którym drobnoustroje polegają na wykonywaniu rozkładu, i zmniejsza konkurencję z mchem spagnum w torfowisku, ponieważ jest przystosowany do środowisk niskich azotu. ”
Przy mniejszej liczbie azotu drobnoustroje w torfie stają się mniej aktywne, spowalniając, jak szybko mogą rozbić materiał roślinny. Jednocześnie reakcje chemiczne zwiększyły ilość uwalnianego dwutlenku węgla bez wytwarzania podobnej ilości metanu, co jest sprzeczne z zwykłymi modelami, które oczekują, że oba gazowe zostaną uwolnione w równych ilościach. To odłączenie lub separacja produkcji gazu od procesów drobnoustrojów daje naukowcom świeży sposób na zastanowienie się nad tym, jak działają te środowiska.
„Nasze wyniki sugerują, że nie biologiczne reakcje maillarda, napędzane związkami z mchu sfagnum, takie jak kwas galaktronowy-rodzaj naturalnego kwasu cukrowego występującego w ścianach komórkowych roślin-znacząco wpływają na cykl węgla w torfowiskach torfowych”, powiedział dr Cory, główny badacz badania. „Te reakcje nie tylko wytwarzają dwutlenek węgla samodzielnie, ale także zatrzymują azot w postaci, których drobnoustroje nie mogą użyć, co spowalnia rozkład”.
Naukowcy potwierdzili, że kwas galaktronowy, który występuje w dużych ilościach w mchu sphagnum, może reagować ze wspólnymi białkami nawet w niskich temperaturach występujących w torfowiskach. Reakcje te były obserwowane zarówno w mieszaninach laboratoryjnych, jak i w naturalnych próbkach torfu, a dowody chemiczne ustawione w stosunku do kroków znanych z wcześniejszych badań reakcji Maillard.
Patrząc na szerszy wpływ, profesor Chanton dodał: „Ten nie biologiczny proces zmienia się w sposób, w jaki myślimy o węglu w torfowiskach. Większość modeli klimatycznych-narzędzia stosowane przez naukowców do symulacji i przewidywania przyszłych zachowań klimatycznych-tylko na temat aktywności drobnoustrojów. Jeśli weźmiemy również pod uwagę dwutlenek węgla z tych reakcji chemicznych, możemy poprawić nasze prognozy dotyczące emisji gazu szklarniowego.”
Uwzględnienie tych spostrzeżeń w globalnych modelach klimatycznych jest szczególnie ważne, ponieważ reakcje Maillarda mają tendencję do przyspieszenia wraz ze wzrostem temperatury. Ponieważ planeta nadal się rozgrzewa, reakcje te mogą prowadzić do uwalniania jeszcze większej ilości węgla z torfowisk. To badanie kwestionuje długie przekonania o tym, jak węglowe zachowuje się w mokradłach i zachęca do dalszych badań nad chemią, a nie tylko biologią, kształtuje te ekosystemy.
Referencje dziennika
Cory AB, Wilson RM, Holmes ME, Riley WJ, Li YF, TFaily MM, Bagby SC, Crill PM, Ernakovich JG, Rich VI, Chanton JP „Klimatycznie znaczący mechanizm abiotyczny napędzający utratę węgla i ograniczenie azotu w torfowiskach.” Raporty naukowe, 2025; 15: 2560. Doi: https://doi.org/10.1038/S41598-025-85928-W
Kredyt obrazu
Oryginalny obraz przez Silkeborg Museum. Przesłane przez Ibolya Horváth, opublikowane 12 czerwca 2024 r. Creative Commons przypisanie
O autorach
Alexandra Cory Otrzymała doktorat w 2022 r. Na Florida State University, gdzie badała mechanizmy biogeochemiczne, które pozwalają torfowiskom działać jako mitigatory klimatyczne – na podstawie zatrzymania węgla organicznego i emitujące stosunkowo mniej metanu niż inne układy mokradeł. Jej badania obejmowały różnorodne systemy, w tym formacje geologiczne, gorące źródła, torfowiska i oceany. W każdym z nich jej centralnym celem był cykl węglowy – przetwarzanie przepływów i magazynowania, które kształtują przyszłość klimatu Ziemi. Obecnie pracuje jako naukowiec z USDA za pośrednictwem grupy Cadmus, gdzie pomaga opracować aplikację do wspierania spójnego, dostępnego wpisu metadanych dla aktywów geoprzestrzennych. Poza pracą techniczną Cory jest także autorem piosenek. Jej muzyka bada tematy klimatu, ludzkiej natury i rowerów (których w tym momencie napisała trzy piosenki). Jeden z jej ulubionych tekstów – z rozmowy z doradcą szkolnym Jeffem Chantonem – przerywa jej naukowy światopogląd: „Drzewa są jak góry lodowe / siedzą na lustrze, / odzwierciedlają tajemnice pod okleiną”.
Jeff Chanton Otrzymał doktorat w 1985 roku na University of North Carolina w Chapel Hill, gdzie pracował w strefie przybrzeżnej. On i jego doradca, Chris Martens, miał duży wpływ wykład legendarnego Ralpha Cicerone, który koncentrował się na szybkim wzroście metanu atmosferycznego, potężnego gazu cieplarnianego, o którym naukowcy właśnie stali się świadomi. Następnie Chanton zaczął pracować nad transportem i produkcją metanu z mokradeł, torfowisk, składowisk i innych środowisk. Jako naukowiec, świadomy naszego zmieniającego się klimatu i jego przyczyn, zaobserwował skutki zmian klimatu wzdłuż wybrzeża i w arktyce z pierwszej ręki. Chanton jest profesorem Lawton w FSU i opublikował ponad 300 artykułów w literaturze. Miał skrajne szczęście, że skorzystał ze znakomitych studentów, współpracowników i kolegów naukowych.
Rachel Wilson jest biogeochemistą, którego badania koncentrują się na produkcji metanu w naturalnych środowiskach obejmujących torfowiska w północnej Szwecji do metanu głębinowego w Zatoce Meksykańskiej. Posiada doktorat. w oceanografii chemicznej z Florida State University i otrzymał w 2010 r. Krajową Radę ds. Badań w celu zbadania ograniczeń stabilności hydratów gazu metanu, potencjalnie dużego zbiornika metanu morskiego. Obecnie jest współpracownikiem badawczym na Florida Sate University, gdzie prowadzi szereg projektów badawczych, w tym ten projekt, który bada wpływ na produkcję metanu w ekosystemach torfowisk. Poza laboratorium bada Waysto zmniejszając emisję emisji dwutlenku węgla poprzez zrównoważone rolnictwo na swojej małej farmie, które integruje praktyki praktycznych z małym stadem kóz mlecznych w celu zmniejszenia śladu węglowego produkcji żywności.
Beth Holmes Fascynowała się stosowaniem stabilnych izotopów do zrozumienia procesów biogeochemicznych, gdy studiowała koralowce i systemy ujściowe jako absolwentka laboratorium Billa Sacketta na University of South Florida. Zdobyła doktorat. W 1996 r. Na Uniwersytecie Bremen w Niemczech, z wykorzystaniem izotopów węglowych i azotowych w osadach głębinowych w celu rekonstrukcji wcześniejszych wykorzystania składników odżywczych w kolumnie wody. Niedawno badania Beth koncentrowały się na szlakach produkcyjnych metanu i dwutlenku węgla na terenach podmokłych w Everglades, Panamie i Subarktycznej Szwecji. Jej praca przyczynia się do rosnącej wiedzy mających na celu lepsze przewidywanie, w jaki sposób zmiany klimatu mogą zmienić naturalną dynamikę gazów cieplarnianych.
