Эти растения дремлют, переживая изменение климата

Некоторые виды растений откладывают период цветения, чтобы справиться со стрессами, вызванными глобальным потеплением.

Международная исследовательская группа обнаружила по меньшей мере 114 видов растений, способных находиться в состоянии покоя под землей до двух десятилетий. Ученые прозвали их «растениями Рипа Ван Винкля», и они до сих пор живы — просто не высовывают свои «головки» каждую весну. Такое длительное подземное спящее состояние позволяет им выживать в суровых условиях самых разных экосистем.

По мнению исследователей, эта адаптация развивалась на протяжении многих десятилетий и вполне может стать более распространенной по мере того, как растения изменяются в ответ на изменение климата. «Это состояние развивалось много-много раз, и я не вижу причин полагать, что оно не может быстро развиться у других видов», — сказал Ричард Шефферсон, эволюционный эколог из Токийского университета и ведущий автор недавнего исследования , опубликованного в журнале Ecology Letters . «Я не думаю, что этому можно «научиться», но, возможно, если условия окружающей среды будут подходящими, то многие виды, которые, как мы думаем, не впадают в спячку, на самом деле могут это сделать».

Период покоя имеет краткосрочные негативные последствия — растения упускают возможность расти и размножаться, — но в долгосрочной перспективе они избегают опасности и тем самым продлевают свою жизнь. Это еще одна адаптация, позволяющая избежать суровых условий изменения климата — засухи, сильных дождей, лесных пожаров и аномальной жары, — которые уже заставили растения и животных эволюционировать, иногда быстрее, чем может измениться вид .

Период покоя растений — явление не новое. Впервые его наблюдали почти столетие назад, хотя до недавнего времени он не подвергался всестороннему изучению. «Примерно в 1930-х или 1940-х годах европейские биологи начали замечать, что некоторые отдельные растения иногда не прорастали в течение года или двух, а иногда и дольше, из-за чего период покоя легко было спутать с гибелью», — сказал Шефферсон. «Затем, внезапно, через год или два после последнего наблюдения за растением, снова появлялось большое взрослое растение, и, следовательно, оно должно было находиться на этом месте в течение всего этого периода».

Хотя растения в состоянии покоя не могут заниматься фотосинтезом, цвести или размножаться, «многие виды нашли способы компенсировать потерю возможности фотосинтеза, особенно путем развития механизмов получения углеводов и питательных веществ от почвенных грибов-симбионтов», — сказал Майкл Хатчингс, почетный профессор экологии Университета Сассекса и соавтор исследования. «Это позволяет им выживать и даже процветать в периоды покоя».

Помимо изменения климата, на состояние покоя влияют многие факторы, в том числе местоположение и аппетит местных травоядных животных, заявили ученые. «Отдельные растения, растущие в более сухих или менее питательных местах, могут быть более склонны к переходу в состояние покоя», — сказал Шефферсон. «Растения, которые чаще объедаются животными, с меньшей вероятностью будут видны в следующем году».

В ходе исследования было установлено, что состояние покоя чаще встречается вблизи экватора, где болезни, конкуренция, травоядные животные и пожары имеют более выраженный характер. «В районах, подверженных пожарам, растениям, по-видимому, выгоднее оставаться в состоянии покоя, а затем прорастать после пожара, когда создаются благоприятные условия для роста и цветения», — сказал Эрик Менгес, соавтор исследования и старший научный сотрудник биологической станции Арчболд в Венере, штат Флорида.

Шефферсон согласился. «Взрослые растения гораздо активнее отрастают после пожара, — сказал он. — Крупные катастрофические пожары опасны повсюду, но если ваше растение склонно к спячке, то, безусловно, есть шанс избежать стерилизующего жара огня, оставаясь под землей».

По словам Шефферсона, такое поведение демонстрируют многие виды орхидей, а также некоторые виды папоротников, многие лилии, лютики, купена, некоторые тюльпаны, вероятно, все многолетние молочаи и некоторые виды погонии.

Однако спячка сопряжена со своими опасностями и не всегда защищает от изменения климата. Ранняя паукообразная орхидея, которую Хатчингс изучает более 30 лет, «безусловно, имеет проблемы со спячкой как стратегией в мире, подверженном глобальному потеплению, прежде всего потому, что ее жизненный цикл очень короткий», — говорит Хатчингс. «Это оказывает на нее большое давление, заставляя образовывать семена в течение нескольких лет, пока она не появится на поверхности, прежде чем погибнет. Ранняя паукообразная орхидея источает запах, который привлекает специализированного опылителя — в данном случае самца пчелы. Эта пчела пытается спариться с орхидеей, потому что — по крайней мере, до того, как климат слишком сильно потеплел — самки пчел не летали, когда орхидея цвела. Пытаясь спариться, пчела собирала пыльцу, которая затем передавалась на следующий цветок, с которым пчела пыталась спариться, что приводило к перекрестному опылению».

Однако потепление весны привело к тому, что самки пчел почти каждый год появляются слишком рано — до цветения. В результате, как сказал Хатчингс, «орхидея теряет визиты самцов пчел и редко дает семена». «Это иллюстрирует потенциальную угрозу, которую изменение климата может представлять для выживания популяций, а возможно, и целых видов. Мы считаем, что это, безусловно, наиболее хорошо задокументированный на сегодняшний день пример того, как потепление климата нарушает жизненно важную синхронность между поведением разных видов. Экологи ожидают, что существует гораздо больше пока не задокументированных примеров подобного рода».

Если уровень покоя очень высок — как в случае с коралловыми орхидеями и индийскими трубками — землепользователи иногда ошибочно полагают, что их популяции вымерли, и не понимают, что, возможно, лучше оставить спящие растения в покое. «На самом деле популяция все еще существует, но в основном она находится под землей», — сказал Шефферсон. «Я видел, как многие землепользователи ломали голову над тем, стоит ли продолжать управлять землей для определенного вида растений, когда популяции, казалось бы, исчезли. В некоторых случаях растения все же прорастают снова в будущем. Это создает проблемы для землепользователей и других лиц, заинтересованных в сохранении этих растений».

Хотя состояние покоя, безусловно, может помочь некоторым растениям выжить в условиях глобального потепления, исследователи говорят, что в конечном итоге это их не спасет, если температура будет продолжать неуклонно расти.

«Период покоя… может дать возможность переждать неблагоприятные времена, но если в будущем условия не будут достаточно благоприятными для пробуждения растений, то в конечном итоге он вам ничем не поможет», — сказал Хатчингс. «Многие растения погибают в состоянии покоя. Поэтому, хотя период покоя и помогает преодолеть последствия неблагоприятных условий, он не является полной защитой от вредных факторов».

Marlene Cimons “These plants are napping their way through climate change”

Перевод статьи «These plants are napping their way through climate change» автора Marlene Cimons, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык