Тропические деревья в тропических лесах Амазонки могут быть более устойчивыми к засухе, чем считалось ранее, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Это хорошая новость, так как Амазонка хранит около 20 процентов всего углерода в биомассе Земли, что помогает уменьшить глобальное потепление за счет снижения уровня парниковых газов на планете.
В исследовании, опубликованном в понедельник в журнале New Phytologist, группа под руководством профессора ботаники и растений Луи Сантьяго обнаружила, что тропические деревья в Параку, Французская Гвиана, разработали необычный способ защитить себя от повреждений. вызванные засухой. Деревья используют множество живых клеток вокруг своей ксилемы для сохранения и перераспределения воды в условиях засухи. Ксилема (научное название дерева) - это неживая ткань растения, которая переносит воду и питательные вещества из почвы к стеблям и листьям.
Сантьяго сказал, что изучение засухи в одном из самых влажных мест на Земле может показаться нелогичным, но недавние засухи, в том числе рекордная жара и засуха во время Эль-Ниньо 2015-2016 годов, уже угрожают тропическим лесам Амазонки. Если деревья погибнут из-за этих засух, углерод, который они хранят, будет выпущен в атмосферу, что еще больше усугубит глобальное потепление.
Тропические леса действуют как поглотители, которые уменьшают глобальные парниковые газы. Однако, если эти растения умирают и разлагаются, они могут стать источником атмосферного углерода. То, что происходит в Амазонии, влияет на весь мир из-за ее огромных размеров», - сказал Сантьяго, который также работает в Смитсоновском институте тропических исследований.
Когда растения поглощают воду через свои корни, они используют свою ксилему для транспортировки воды и питательных веществ по растению. Чем меньше воды становится доступной, растению приходится сильнее «сосать», чтобы доставлять воду от корней к листьям. В какой-то момент во время этой борьбы пузырьки воздуха могут втягиваться в ксилему, вызывая эмболии (аналогичные тем, которые образуются в сосудистой системе человека). Эти эмболы блокируют поток воды, что приводит к явлению, называемому гидравлической недостаточностью. Чем быстрее у растения или дерева возникает гидравлический отказ, тем более оно восприимчиво к засухе.
Чтобы изучить, как амазонские деревья реагируют на засуху, команда Сантьяго сорвала ветки с верхушек деревьев на исследовательской станции Параку во Французской Гвиане и изучила их в лаборатории, чтобы определить, насколько легко у них развивается гидравлический отказ, который является функцией их физике, включая размеры водопровода и давление, которое могут выдержать их сосуды.
"В 2013 году мы поняли, что почти нет данных о засухоустойчивости амазонских кроновых деревьев, а несколько недавних засух поставили вопрос о том, как эти деревья поведут себя, если изменение климата вызовет увеличение аномалий в осадках."
Первоначальные выводы группы не были положительными, потому что широко используемые эксперименты показали, что тропические деревья гораздо более подвержены гидравлическим отказам, чем деревья умеренных широт.
Дальнейшие эксперименты показали проблеск надежды: тропические деревья разработали еще один способ выживания во время засухи. Слой живых клеток «паренхимы», окружающий ксилему, помогает тропическим деревьям накапливать воду и регулировать осмотическое давление, чтобы вода могла перераспределяться туда, где она больше всего нужна.
"Тропические деревья, по сравнению с деревьями в умеренных лесах, имеют в три раза больше живых клеток, окружающих ксилему, которые могут способствовать этим процессам, чего не наблюдается в типичных экспериментах, которые мы проводим, чтобы определить, насколько растение уязвимо к засухе.."
Сантьяго сказал, что в настоящее время исследователи расширяют свое исследование, чтобы включить дополнительные виды деревьев в Панаме и Бразилии.
Наша общая цель при моделировании засухоустойчивости состоит в том, чтобы предсказать, какое изменение количества осадков вызовет гибель людей. К счастью, наши эксперименты до сих пор показывают, что тропические деревья могут быть более устойчивыми к засухе, чем считалось ранее, и что они используют действительно уникальный способ защитить себя». Хотя Сантьяго добавляет: «Продолжающееся потепление планеты в конечном итоге приведет к массовой гибели деревьев».