Существуют ли «деревья-матери»?

Некоторые ученые утверждают, что древние деревья выступают в роли хранителей леса. Однако доказательств этого сказочного эффекта немного.

В лесах Британской Колумбии, где недавние лесные пожары разносили дым через границы и омрачали голубое летнее небо, серия исследований за последние 30 лет утверждает, что крупные старые деревья передают ресурсы и сигналы окружающим их молодым всходам. Такая «материнская забота» гипотетически может помочь сгоревшим ландшафтам восстановиться быстрее, увеличить количество углекислого газа, хранящегося в почве, и повысить общую устойчивость природных систем.

Эта идея, кажется, заимствована из сказок о древних деревьях и зачарованных лесах, которые они взращивают; она подтверждает веру в то, что все виды существ питают свою молодь; и ручается за врождённую благость природы, где сотрудничество побеждает конкуренцию.

Однако две недавние статьи поставили под сомнение доказательства, подтверждающие теорию «дерева-матери». Действительно ли эти ветераны леса выступают хранителями новых поколений, защищая их от засухи, болезней и вырубки? Или их отношения гораздо сложнее?

Термин «дерево-мать» был введён в 2000-х годах канадским учёным Сюзанной Симард, которая выросла в семье лесорубов в горах Монаши в Британской Колумбии. Девственные леса этого хребта поддерживали процветающую лесную промышленность более века.

В своей книге «В поисках дерева-матери» Симард описывает детство, проведённое в блужданиях по лесу, что позволило ей получить глубокое понимание тесных связей между долгоживущими деревьями, такими как псевдотсуга Мензиса и жёлтая сосна, и экосистемами, в которых они обитают. Позже она изучала лесное хозяйство, работала научным сотрудником в Министерстве лесов Канады, а теперь преподаёт и руководит лабораторией в Университете Британской Колумбии.

Её детский опыт и десятилетия научных исследований привели её к выводу, который был революционным для лесного хозяйства и традиционного биологического мышления, согласно которому виды должны конкурировать, чтобы выжить. Симард предположила, что крупные деревья возрастом в сотни или даже тысячи лет могут передавать углерод, питательные вещества, воду, гормоны и даже сигналы тревоги молодым растениям через сеть подземных грибов, известную как микориза. В своих работах и интервью она называет эти деревья «матерями» и утверждает, что они необходимы для того, чтобы леса по всему миру лучше приспосабливались к изменению климата.

«Нам нужно сохранить наследие — деревья-матери и сети, а также древесину, гены, чтобы они могли передать свою мудрость следующему поколению деревьев, и тогда они смогут выдержать будущие стрессы, которые ждут нас впереди», — сказала Симард в своём выступлении на TED в 2016 году. «Мы должны стать защитниками природы».

Некоторые исследователи в области лесного хозяйства предупреждают, что точка зрения о деревьях-матерях опережает науку. Статья, опубликованная в феврале в журнале Nature Ecology & Evolution, проанализировала 26 исследований, изучающих способность подземных грибных сетей передавать ресурсы и то, передают ли деревья-матери ресурсы молодым растениям.

Исследования охватывали разные континенты, методы экспериментов, типы лесов и почв. Авторы обнаружили, что примерно в 80 процентах исследований доступ к микоризным сетям, связанным с соседними деревьями, не приносил пользы посаженным вокруг них всходам. В 18 процентах случаев всходы действительно получали пользу. А в значительно меньшей части эти деревья и их микоризные сети фактически вредили другим.

«В лесу крупные деревья выполняют множество важных экологических ролей», — говорит Джастин Карст, ведущий автор статьи и профессор Университета Альберты. — «Но для этой популярной идеи об их роли и о том, как они взаимодействуют с этими грибами как с пассивными проводниками в почве, действующими по указке деревьев, просто нет реальных доказательств».

Часть проблемы заключается в том, что в этих 26 исследованиях наблюдается огромная вариабельность, что затрудняет общие выводы о деревьях-матерях — или крупных старых деревьях, как предпочитает называть их Карст.

«Различия заключаются в том, в каком лесу проводился эксперимент: как далеко от взрослого дерева росли всходы, тип семян или тип почвы, есть ли отмирание верхнего полога», — объясняет Карст. — «Существует так много этих фоновых факторов, что нет никакой возможности сделать обобщение. Мы предлагаем двигаться вперёд, чтобы понять, в чём причина этой вариабельности».

Другая проблема, объясняет Меган Миджли, почвенный эколог из Мортонского арборетума, не участвовавшая в написании недавнего обзора, заключается в том, что большинство исследований, подтверждающих теорию дерева-матери, проводилось в лабораториях. «Нам не удалось наблюдать это в лесу, а ведь именно там мы больше всего хотели бы видеть такие отношения».

Сама идея может быть настолько привлекательной, что учёные позволили себе предвзятость. «Существуют альтернативные объяснения, которые не были признаны в исследованиях», — говорит Карст. Например, одна из распространённых экспериментальных конструкций с использованием мешочков из сетки стимулирует рост различных типов грибов, что потенциально может искажать результаты.

Один аспект спора о деревьях-матерях, в котором эксперты сходятся во мнении, — это уникальная связь грибов с деревьями. Миджли изучает этих симбиотических организмов, которые растут на корневой системе дерева и позволяют ему получать доступ к воде и питательным веществам глубоко в почве. Взамен гости получают углерод, который грибы не могут производить сами. «От тропиков до бореальных лесов деревья ассоциируются с грибами», — говорит Миджли. — «Эти отношения сложились на протяжении большей части эволюционного времени».

Эти грибы-сотрудники также оказывают общее благотворное влияние на растения. «Существуют сотни исследований, показывающих, что при отсутствии грибов растения растут хуже, чем в их присутствии», — добавляет Мидгли. — «Также есть некоторые доказательства того, что они могут помочь защитить растения от почвенных патогенов или поедания подземными беспозвоночными, поэтому они могут играть разнообразную роль для растения».

Зная это, лесничий может учитывать грибы, а также крупные старые деревья при восстановлении экосистемы после лесного пожара. Однако, по словам Миджли, сейчас недостаточно доказательств для поддержки конкретных стратегий, таких как внедрение грибов в лес, пострадавший от пожара.

Она и Карст предлагают провести дальнейшие исследования, которые помогут учёным лучше понять изменчивость отношений между взрослыми деревьями, грибами и остальным лесом. «Почему всходы иногда не проявляют никакой реакции, иногда положительную, а иногда отрицательную [на старые деревья]? — говорит Карст. — Мы не знаем ответов на эти вопросы, но я думаю, что их важно найти».

Zayna Syed “Are ‘mother trees’ real?”

Перевод статьи «Are ‘mother trees’ real?» автора Zayna Syed, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: В Британской Колумбии, Канада, пара пытается обнять огромную 800-летнюю пихту Дугласа. Мэтью Бейли/VWPics/Universal Images Group через Getty Images