Деревья, растущие в лесах умеренного пояса на востоке США, демонстрируют сильную адаптацию или акклиматизацию к местному климату. Так сообщается о новом исследовании, в ходе которого было проанализировано более 23 000 кернов деревьев, чтобы выяснить, как взрослые деревья реагируют на изменения климатических условий. Результаты были опубликованы на этой неделе в журнале «Экосфера».
Чарльз Кэнэм, лесной эколог из Института исследований экосистем Кэри, возглавил исследовательскую группу, в которую входили несколько сотрудников из Лесной службы Министерства сельского хозяйства США. Он объясняет: «Изучая данные в годичных кольцах деревьев, мы смогли выявить, как отдельные деревья реагировали на изменения климата в течение примерно 40-летнего периода. Имеются свидетельства повсеместной адаптации к местным условиям».
В ходе исследования были проанализированы годичные кольца деревьев, собранные в рамках Программы лесной инвентаризации и анализа (FIA) Лесной службы Министерства сельского хозяйства США в 1980-х годах. Ядра были взяты с деревьев на 7 010 участках в шести штатах Новой Англии (Мэн, Нью-Гэмпшир, Вермонт, Массачусетс, Коннектикут и Род-Айленд), а также в штатах Пенсильвания, Западная Вирджиния и Огайо.
Четырнадцать наиболее распространенных и широко распространенных видов деревьев умеренного пояса, на которые приходится 23 048 ядер, были использованы для моделирования взаимосвязи между ростом и климатом. Местоположение отобранных деревьев было получено через Лесную службу и использовано для получения ежемесячных климатических данных.
Команда протестировала альтернативные модели межгодовых колебаний радиального прироста - сколько деревьев росло из года в год - в зависимости от возраста, размера, температуры и количества осадков в период с 1940 по 1984 год.
Модели включали климатические переменные текущего и предыдущего года. Альтернативные модели использовались для проверки того, определялся ли рост абсолютными климатическими значениями или лучше прогнозировался отклонением от долгосрочного среднего климата в определенном месте.
Кэнхем объясняет: «Деревья реагировали на климат, основываясь на отклонении от долгосрочных средних условий в том месте, где они росли. Для всех 14 видов модели, в которых использовались отклонения от местных долгосрочных средних значений, были лучше., причем все 14 видов демонстрируют сильную адаптацию или акклиматизацию к местному климату."
Для большинства видов рост был самым высоким в годы, которые были более прохладными и влажными, чем долгосрочные средние значения для данного участка. Авторы подчеркивают, что требуется дополнительная работа, чтобы определить, проявляют ли деревья генетическую дифференциацию, фенотипическую акклиматизацию или сочетание того и другого.
Адаптация, основанная на генетическом разнообразии внутри популяции, может сделать деревья в данном месте более чувствительными к изменению климата, чем ожидалось. И наоборот, акклиматизация, возникающая в результате фенотипической пластичности или способности адаптироваться к местной среде, может сделать виды более устойчивыми.
"Эти виды деревьев существуют уже десятки миллионов лет. Но темпы изменения климата, которые мы ожидаем, быстрее, чем любое другое дерево в одном месте за всю свою эволюционную историю. Нам нужно знать - это будущий темп изменений будет настолько быстрым, что он заглушит любой из этих механизмов?"
Кэнэм надеется, что молодые ученые объединятся с Лесной службой, чтобы воспроизвести исследование с использованием более свежих кернов деревьев, отметив, что между 1940-1980 годами ежегодные колебания температуры и осадков были «в период до недавнего быстрое изменение климата."
Итог: «Нет простого вывода. Основываясь на этих ядрах, деревья умнее, чем мы думаем, но мы не знаем, как они справляются с этим и могут ли они идти в ногу с изменение климата."
Четырнадцать проанализированных видов включали: клен красный (Acer rubrum), клен сахарный (Acer saccharum), береза болотная (Betula alleghaniensis), береза бумажная (Betula papyrifera), бук американский (Fagus grandifolia), ясень белый (Fraxinus americana), тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera), ель красная (Picea rubens), сосна восточная белая (Pinus strobus), вишня черная (Prunus serotina), дуб белый (Quercus alba), дуб каштановый (Quercus prinus), дуб красный северный (Quercus rubra) и болиголов восточный (Tsuga Canadensis).