Stromy v deštném pralese zažívají zvýšené noční teploty a nový výzkum ukazuje, že to může také znamenat zvýšený růst. Foto s laskavým svolením Smithsonian Tropical Research Institute
Jak se svět zahřívá, určité části se zahřívají rychleji než ostatní a právě zde vědci hledají stopy změny klimatu, které mohou změnit naše chápání růstu rostlin obecně.
Zatímco průměrné globální teploty od roku 1975 rostou zhruba o 0, 2 stupně Celsia za desetiletí, tropy se oteplovaly o něco rychleji, rychlostí 0, 26 stupňů za desetiletí. A v noci v tropickém Panamě jsou věci ještě horší. Vědci Alexander Cheesman a Klaus Winter zjistili za poslední čtyři desetiletí zvýšení průměrné noční teploty o 1, 5 stupně. Při testování toho, co by tento skok mohl znamenat pro tropické rostliny, vzal pár sazenice fíků a balsy a změřil jejich růst v rozmezí zvyšujících se nočních teplot. To, co našli, je v rozporu s konvenční moudrostí v oblasti změny klimatu: rostliny přinesly více než dvakrát větší váhu než sazenice udržované za normálních podmínek.
Tradiční myšlení, říká Cheesman, který nedávno dokončil své postdoktorandské společenství v Smithsonian Tropical Research Institute, říká, že během dne rostliny procházejí fotosyntézou, zachycují uhlík a v noci podstupují dýchání a ztrácí uhlík. Rozdíl mezi těmito dvěma reguluje růst rostliny. Vyšší teploty zvyšují dýchání a tím snižují růst, podle modelu. Cheesman ale říká, že jeho výzkum vážně zpochybňuje spíše zjednodušující chápání dýchání.
"Není to tak, že je to jen ztráta uhlíku, protože při ztrátě tohoto uhlíku také dělá všechny tyto další věci: produkuje ATP (adenosintrifosfát), produkuje metabolické prekurzory, které pak mohou být použity při budování nových buněk." Staví na výzkumu, který podporuje produktivní účely dýchání, Cheesman a Winter dokázali ukázat, že rostoucí teploty nezvýšily dýchání a tak zpomalily růst, jak se očekávalo, ale spíše zvýšily obě.
Pomocí komor v kontrolovaném prostředí a otevřených komůrek pár testoval růst dvou neotropických dřevin. Sazenice byly udržovány při konstantních denních teplotách, které odpovídaly teplotám v centrální Panamě, a byly vystaveny zvýšeným nočním teplotám v rozsahu od 22 do 31 stupňů Celsia nebo 72 do 88 stupňů Fahrenheita.
Druhá skupina zaznamenala tempo růstu více než dvakrát vyšší než u první skupiny. Cheesman si však myslí, že je pravděpodobné, že stromy se zrychleným růstem přestanou růst, jakmile dosáhnou určité velikosti, což znamená, že v lese nemusí být nutně větší stromy. „Rostliny dosahují stejného celkového růstu, ale rychleji, “ vysvětluje Cheesman, „takže by se mohlo stát, že obrat lesů bude rychlejší. “
"V zemědělství se toho hodně odehrálo s trvalými a jednoletými plodinami a podobné věci se zde ukázaly, " ale říká: "u stromů je prostě mnohem těžší spustit experiment pro celou generaci, od sazenic." až do samotné produkce sazenic. “
Cheesman si nicméně myslí, že existuje silná možnost, že by zvýšené dýchání mohlo znamenat kratší generace, což by mělo celou řadu dopadů na ekologické systémy rostlin.
Vyšší rychlost může také znamenat slabší rostlinu. Nezávisle na této studii zjistil další výzkumník, Whitman Miller z Smithsonianského environmentálního výzkumného centra v Edgewater v Marylandu, který „pracoval s mořskou řasou“, že „zvýšený CO2 vedl k rychlejšímu růstu (dobrá věc), ale doprovázel snížení ochranných chemických sloučenin (špatná věc) ). “
Cheesman říká, že nálezy odpovídají jeho vlastní zkušenosti se studiem tropických druhů.
"V sazenicích vidíme něco podobného, " říká. "Zvýšená noční teplota může mít za následek zvýšenou výšku výhonku a prodloužení délky vnitřního uzlu mezi listy, což má dopad na věci, jako je strukturální integrita a potenciálně pohyb vody u zralých stromů." Slabší struktury mohou způsobit, že rostliny budou náchylnější k parazitům nebo hubám, něco, co Miller ve své práci také poznamenává.
Přestože věří, že jeho práce signalizuje potřebu přehodnotit modely růstu řízeného fotosyntézou, uznává Cheesman omezení studie a mnoho neznámých.
"Existují velmi důležité námitky, protože zvyšující se noční teploty budou mít za následek velmi odlišné vzorce srážení a dostupnost vody, což může mít velmi hluboký dopad na samotný růst stromů, " říká a cituje jednu takovou vynikající otázku. "Máte přímý vliv na teplotu a pak mnoho nepřímých vlivů na všechny ostatní věci."
Doufá, že jeho budoucí výzkum může rozšířit to, co začal se Winterem. "Zajímalo by mě, jak teplota interaguje s jinými procesy, takže nejde jen o fotosyntézu a dýchání, ale o věci, jako je meristematická aktivita, vývoj listů, všechny tyto procesy a jak se všechny spojí dohromady do integrované reakce na teplotu."
