Florestas como a floresta amazônica emitem grandes quantidades de compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVB) para a atmosfera. Esses compostos afetam as propriedades físicas e químicas da atmosfera e também o nosso clima. As moléculas reagem rapidamente com os radicais OH e ozônio do ambiente, influenciando assim a capacidade de oxidação da atmosfera para poluentes como o monóxido de carbono e gases de efeito estufa como o metano. Além disso, BVOC são precursores de aerossóis orgânicos secundários, que afetam o orçamento radiativo da Terra.

Muitos BVOCs, como o α-pineno, são quirais. Isso significa que eles existem em duas formas de imagem espelhada não sobreponíveis, exatamente como nossas mãos direita e esquerda. Os cientistas falam de enantiômeros, ou mais e menos formas. Contudo, todas as propriedades físicas, como seu ponto de ebulição, massa e sua taxa de reação com agentes oxidantes atmosféricos como OH e ozônio são idênticos.

Apesar da semelhança química desses pares quirais, insetos e plantas podem distinguir formas enantioméricas de feromônios e fitoquímicos, embora pouca atenção tenha sido dada à proporção de mistura das duas formas separadas nas florestas. Medições anteriores relataram que menos α-pineno é a molécula quiral dominante da floresta tropical. Cientistas do Instituto Max Planck de Química, a Johannes Gutenberg-University Mainz e do Brasil fizeram agora uma descoberta surpreendente:da torre de medição de 325 metros de altura na floresta amazônica, eles foram capazes de mostrar que a proporção dos enantiômeros α-pineno varia na vertical por um fator de dez. A equipe em torno da pesquisadora do Max Planck, Nora Zannoni, também foi capaz de demonstrar que as concentrações dependem da altitude e variam com a hora do dia e nas estações chuvosa e seca.

Enquanto o plus-α-pineno domina a 40 metros a qualquer hora e a 80 metros durante a noite, a forma negativa predomina a 80 metros durante o dia e em todas as outras alturas mais altas a qualquer hora. A equipe também observou que a concentração de menos α-pineno depende da temperatura a 80 metros, enquanto mais α-pineno não. "A atividade fotossintética da vegetação depende da temperatura e da abertura estomática. Assim, impulsiona as emissões de menos α-pineno, demonstrando que as folhas são a principal fonte de emissão desse isômero, e que os dois isômeros são liberados das folhas através de caminhos diferentes, "diz Zannoni, quem é o primeiro autor de um estudo publicado recentemente na revista científica Comunicações Terra e Meio Ambiente .

Cupins como fonte desconhecida de mais α-pineno no dossel?

Durante a estação seca, a proporção quiral das duas formas se inverte em 80 metros. "Isso indica um forte, fonte não caracterizada de mais α-pineno no dossel, "diz Jonathan Williams, líder do grupo no instituto de Mainz e último autor do estudo. Uma vez que os pesquisadores puderam descartar os sumidouros atmosféricos, como a degradação quiral-seletiva do pineno por radicais OH e ozônio ou deposição em aerossóis, bem como a influência da direção do vento e da luz solar, em vez disso, eles suspeitam que o estresse de insetos, como alimentação de herbívoros e emissões de cupins, são responsáveis ​​pelos valores mais elevados de α-pineno. A fim de testar um possível impacto dos insetos, os pesquisadores realizaram medições adicionais acima dos cupinzeiros, que confirmaram que tais emissões podem reverter a razão quiral ambiente de α-pineno. Como as populações de cupins devem aumentar significativamente no futuro com o contínuo desmatamento e aquecimento do clima, sua influência precisa ser considerada nos modelos de emissão florestal e na sinalização florestal.

"Também sabemos que as plantas podem liberar grandes quantidades de mais α-pineno quando feridas ou comidas, "Williams acrescenta. Isso é apoiado por medições de compostos voláteis associados ao ferimento das folhas que revelaram até mesmo quando os herbívoros estavam mais ativos. Os químicos atmosféricos Zannoni e Williams concluem que precisam repensar como as emissões de dossel de compostos orgânicos voláteis são simuladas, e levar em consideração todo o ecossistema.