Les, pole nebo louka vypadají lidským očím jednoduše zeleně. Vegetace však při využívání sluneční energie zároveň vydává mimořádně slabé světlo v červené a vzdálené červené části spektra. Jde o fluorescenci chlorofylu, jejíž změny mohou vědcům napovědět, jak aktivně rostliny fotosyntetizují a zda je ovlivňuje sucho nebo jiný stres. Evropská kosmická agentura proto 15. září 2026 vypustila družici FLEX, Fluorescence Explorer. Společně s družicí Copernicus Sentinel-3C ji z kosmodromu v Kourou ve Francouzské Guyaně vynesla raketa Vega-C. FLEX má jako první mise vytvářet globální mapy fluorescence vegetace s prostorovým rozlišením 300 × 300 metrů.
Když chlorofyl absorbuje sluneční světlo, část získané energie využije fotosyntetický aparát, část se rozptýlí jako teplo a velmi malý podíl se znovu vyzáří jako fluorescence. Nejvýraznější vrcholy tohoto signálu se nacházejí přibližně kolem 685 a 740 nanometrů. Nejde o bioluminiscenci známou například u světlušek. Rostliny si světlo samy nevytvářejí a ve tmě tímto způsobem nezáří. Fluorescence vzniká po absorpci dopadajícího slunečního záření a pro lidské oko je příliš slabá.
Na palubě FLEXu proto pracuje specializovaný zobrazovací spektrometr FLORIS, který měří záření v rozsahu přibližně 500 až 780 nanometrů. Dokáže tak slabý fluorescenční signál oddělit od mnohem silnějšího slunečního světla odraženého od zemského povrchu. Družice se pohybuje po slunečně synchronní dráze ve výšce přibližně 814 kilometrů. Její oběžná dráha se opakuje po 27 dnech a po uvedení mise do plného provozu má FLEX vytvářet globální mapy vegetační fluorescence přibližně jednou měsíčně.
Důležitá bude spolupráce se satelity Sentinel-3. FLEX má létat zhruba 40 až 100 kilometrů před jedním z nich, aby obě mise sledovaly stejné oblasti Země v krátkém časovém odstupu. Sentinel-3 poskytne doplňující údaje o atmosféře a zemském povrchu, které pomohou fluorescenci správně interpretovat. Samotnou fotosyntézu družice přímo neměří. Fluorescence však úzce souvisí s fungováním fotosyntetického aparátu, a proto umožňuje odvozovat informace o jeho aktivitě. Plánovaná základní životnost mise je 3,5 roku po přibližně tříměsíční fázi uvádění družice a přístrojů do provozu.
Pro vědce je fluorescence zajímavá také jako ukazatel stresu rostlin. Nedostatek vody, nevhodná teplota, omezená dostupnost živin nebo poškození fotosyntetického aparátu mohou její podobu změnit ještě předtím, než je problém zřetelný pouhým pohledem na listy. Neplatí přitom jednoduché pravidlo, že nemocnější rostlina vždy svítí méně. Podle druhu a fáze stresu může fluorescence klesat i růst. Data z FLEXu proto musí být kombinována s dalšími informacemi o vegetaci, atmosféře a podmínkách prostředí.
Význam mise přesahuje zemědělství. Fotosyntéza zásadně ovlivňuje výměnu oxidu uhličitého mezi vegetací a atmosférou a souvisí také s koloběhem vody. Přesnější sledování její aktivity může zlepšit poznání reakcí lesů a dalších ekosystémů na sucho, vysoké teploty a klimatické změny. Nejpozoruhodnější je přitom samotný princip mise. Rostliny tuto neviditelnou světelnou stopu vysílaly vždy. Teprve současná technika umožňuje zachytit ji z více než osmisetkilometrové výšky a využít ji jako globální ukazatel toho, co se právě děje uvnitř živé vegetace.
(mia, prvnizpravy.cz, foto: zai)
Zdroje: 1. ESA – FLEX, evropská mise pro sledování fotosyntézy; 2. FLEX Facts and figures; 3. Ten quirky facts about plant fluorescence; 4. Detecting plant stress from space
