Sciencemag.cz
Doporučujeme
Odlišná místa na naší planetě jsou specifická mimo jiné zastoupením stabilních izotopů biogenních prvků (jejich obsah lze měřit a označuje se řeckým písmenem delta, δ) a tato specifičnost přechází do těla všeho živého s potravou. My i všechno živé se proto stáváme izotopovými reprezentanty lokalit, ve kterých pobýváme. Pokud by se obsah izotopu projevoval např. škálou barev a my měli schopnost je vidět, měnilo by naše tělo barvu podle toho, jak bychom se stěhovali z místa na místo. Když je součástí těla nějaké „záznamové médium“, jako třeba vlasy, vousy, nehty, chlupy ocasu, peří ptáků, krunýř želv nebo roh, které neustále přirůstají, můžeme místo a dobu pobytu dokonce rekonstruovat zpětně pomocí jejich měnící se izotopové „barvy“.
Udělejme pokus sami na sobě. Představte si, že žijete v České republice a naskytla se vám možnost odletět na tři týdny do Střední Ameriky, např. do Belize. Po příletu pravidelně (např. každý druhý den) odeberete vzorek tkáně svého těla, třeba přirostlé vousy (tvořené hlavně strukturní bílkovinou keratinem), které oholíte, označíte a uschováte. Po návratu domů v podobné činnosti ještě nějakou dobu
pokračujete a poté vzorky analyzujete na obsah izotopu uhlíku 13C, tedy získáte hodnoty δ13C. Výsledný časový záznam změn δ13C během vaší „migrace“ by mohl vypadat podobně jako v grafu na obr. 0-1. Příčinou vzestupu hodnot δ13C k méně záporným (tj. obohacení těla o izotop uhlíku 13) je náhlý přechod na stravu založenou na produktech z tzv. C4 rostlin (např. cukrová třtina, kukuřice, čirok), zatímco před cestou a po návratu do Čech testovaná osoba byla závislá převážně na domácích C3 rostlinách a produktech z nich (např. cukr z cukrové řepy, pšenice, maso zvířat krmených C3 plodinami). Rychlost návratu δ13C k původním, tj. „českým“ hodnotám ukazuje také na dobu (poločas) obratu uhlíku v těle, tedy na metabolickou aktivitu tkáně (ve studovaném případě se během asi 20 dnů vyměnila polovina uhlíku v podkožní vrstvě, kde se vousy tvoří).
…
Vzrostlý strom spotřebuje ohromné množství vody za sezonu. Uvažovali jste někdy, zda ten strom, na který se zrovna díváte, využívá podzemní hlubinnou vodu (např. tu, která bývá ve studni), nebo vodu ve svrchních vrstvách půdy, která pochází z deště (infiltrované srážky)? Pro strom je taková „úvaha“ klíčová, má-li přežít – podle ní musí investovat více do růstu kořenů než větví a směrovat růst kořenů. Pro nás je pak klíčové „rozhodnutí“ stromu, chceme-li, aby plnil ekologickou funkci, kterou jsme mu přisoudili i po našem případném zásahu do přírody. Měřením množství stabilních izotopů kyslíku a vodíku
ve vodě z kmene stromu a z různých vrstev půdy můžeme odpovědět na otázku, odkud strom vodu čerpá, protože voda ze srážek a podzemní voda mají obvykle různé izotopové složení kyslíku i vodíku. Podobně díky izotopům můžeme zjistit, kolik vody, která se vypařuje z porostu lesa nebo z krajiny, prošlo přes listy (strom ji vytranspiroval) a kolik se jí vypařilo z povrchu půdy. Zkoumání izotopového složení půdní vody a vody ve stromu pomohlo před lety odhalit do té doby netušenou vlastnost (některých?) stromů – a sice to, že během noci nebo jiné periody nízké transpirace strom z povrchových vrstev půdy vodu nebere, ale naopak ji tam přidává, tj. „zavlažuje“ své bezprostřední okolí. Vodu, kterou používá k zavlažování, čerpá ze zvodnělých vrstev horniny (podzemní voda) a přemisťuje ji do povrchového horizontu půdy.
tento text je úryvkem z knihy
Jiří Šantrůček, Hana Šantrůčková a kol.: Stabilní izotopy biogenních prvků
Academia 2018
O knize na stránkách vydavatele
