Ve skutečnosti můžete slyšet umírání stromu.
Ne, nekřičí bolestí, protože dřevorubec oblečený z džínoviny radostně nasekává svůj kmen. Během stále běžnějších období extrémního sucha a tepla se však pomalu vysoušení stromu stane slyšitelným mikrofonem přitlačeným k jeho kmeni.
"Zní to trochu jako praskání popcornu - malé praskliny a praskliny, " říká William Anderegg, biolog na Princetonské univerzitě.
Proces, který vede k praskajícímu hluku, je jedním z několika vědců, kteří studují, aby lépe porozuměli tomu, jak stromy reagují na sucho a teplo. Se ztrátou milionů stromů, když globální teploty pokračují v pochodu nahoru, by tato informace mohla vědcům pomoci přesněji předpovídat, které stromy jsou nejvíce ohroženy, což vede ke zlepšeným klimatickým modelům a lepšímu hospodaření s lesy během období sucha.
"Jen v posledních několika desetiletích jsme začali vidět mnohem více z těchto rozšířených událostí způsobených úmrtností stromů způsobených suchem, " říká Anderegg.
Co tedy způsobuje přichycení a vyskakování? Zvuky jsou výsledkem selhání rostlinného xylému, svazků trubic, které odebírají vodu a živiny z kořenů do končetin, podobně jako tepny doplňují lidské tělo okysličenou krví.
Když je sucho, stromy musí tvrději sát, aby vytáhly vodu z půdy. A pokud napětí uvnitř těchto trubek dosáhne určitého bodu, strany ustupují a umožňují drobné vzduchové bubliny.
Mikrofony vědců zachytávají vzduchové bubliny, které se „prudce rozšiřují“, když vstupují do buněk, říká Anderegg.
Stejně jako lidský srdeční záchvat tyto vzduchové bubliny blokují vodní vodnou životní sílu rostliny, která se šíří do jejích sušících končetin. Blokace jediné žíly však není smrtelným knoflíkem stromu, vysvětluje Louis Santiago, ekolog z Kalifornské univerzity, Riverside a Smithsonian Tropical Research Institute.
"Stejně jako máme mnoho žil a tepen, [rostliny] mají mnoho nádob, " říká. "Takže pokud je několik kavitátů za sucha, asi to nebude velký problém." Ale pokud více než polovina kavituje nebo více, pak byste mohli směřovat dolů po nebezpečných cestách. “
Poslechněte si praskající zvuky vzduchových bublin proražených xylemem červeného cedru, Juniperus virginiana . Kredit: Stefan Mayr, University of InnsbruckEmbolie je považována za jednu z hlavních příčin smrti stromů v suchých podmínkách. Rostliny však mají různé úpravy, aby jim zabránily dosáhnout kritické zóny, říká Santiago. Vědci se stále snaží škádlit, aby zjistili, proč některé stromy zvládají sucho lépe než jiné.
Aby se podíval na globální obraz těchto adaptací, Anderegg a jeho kolegové sestavili údaje o úmrtnosti stromů z 33 studií sucha po celém světě a zkoumali 10 fyziologických vlastností postižených stromů. Studie, publikovaná tento týden ve sborníku Národní akademie věd, naznačuje, že to, jak rostliny nakládají s vodou, je určujícím faktorem míry přežití.
Část tohoto se scvrkává na hrubou sílu trubek stromu. Některé stromy, jako jalovec Utah, mají mnohem odolnější xylém a vydrží větší vnitřní napětí než jiné.
Dalším důležitým faktorem je to, jak stromy vyrovnávají fotosyntézu - přijímání oxidu uhličitého k produkci cukru - s pitím. Zatímco stromy dýchají kysličník uhličitý, voda se vypařuje póry v jejich listech, které se nazývají stomata. Když voda zaschne, stromy uzavřou póry, aby se zabránilo ztrátě vody. „Opatrné“ stromy, které rychleji uzavírají stomatu poté, co začnou embolie, mají v suchu sklon k lepšímu, říká Anderegg.
Prediktivní schopnosti těchto faktorů jsou mírné, ale to není nutně překvapivé, vzhledem k rozmanité skupině stromů a rozsahu prostředí, které tým studoval. "Ekologie je hlučný svět - děje se spousta věcí, " říká Anderegg. Konkurence o vodu, typ půdy nebo dokonce charakteristiky sucha mohou všechny bahnité vody.
Existuje také mnoho dalších potenciálně důležitých faktorů, které mohou ovlivnit přežití stromů v lokálním měřítku, například hloubku kořene. Například dlouhé kořeny by mohly být schopny usrkávat z hlubokých vodních zásob, které přetrvávají mimo dosah tvrdohlavých kořenů.
Stromy se také mohou vypořádat se suchšími podmínkami vývojem zelených stonků, říká Santiago. Rostliny často ztratí své listy, když vyschnou, zastaví fotosyntézu a růst. Se zeleným stonkem však mohou pokračovat ve fotosyntéze i bez listí. Kvetoucí stromy v rodu Parkinsonia, které ve španělštině prochází běžným názvem palo verde nebo „zelené stonky“, jsou známy tím, že vyvinuly tento typ přizpůsobení.
Schopnost přesně předpovídat globální úmrtnost stromů je pro klimatické modely nesmírně důležitá. Stromy fungují jako vzduchové filtry, které stahují zhruba čtvrtinu lidí s oxidem uhličitým, které čerpají do nebe a ukládají tento uhlík do svých hustých kmenů a svůdných listů.
Ale stromy mají potíže. Rok 2015 byl nejteplejším rokem za více než století - 39. po sobě jdoucím rokem abnormálně horkých teplot. V posledních letech zasáhla sucha části Austrálie, Indie, Evropy, Spojených států a jinde a očekává se, že budou častější a závažnější.
Průzkumy US Forest Service naznačují, že v roce 2014 zemřelo na sucho téměř 12, 5 milionu stromů v Kalifornii. Takové ztráty jsou ranou pro planetu, protože když stromy odumřou, uložený uhlík unikne zpět do atmosféry. Vydání udržuje naše problémy se skleníkovými plyny, zavádí další sucha a více úmrtí stromů a pokračuje v smrtícím cyklu.
