Vihmametsas olevad puud kogevad öist õhutemperatuuri tõusu ja uued uuringud näitavad, et see võib tähendada ka kasvu kiirenemist. Foto viisakalt Smithsoniani troopiliste uuringute instituuti
Maailma soojenedes soojenevad teatud osad kiiremini kui teised ja just seal leiavad teadlased kliimamuutustele vihjeid, mis võivad muuta meie arusaama taimekasvust üldiselt.
Kui keskmised globaalsed temperatuurid on alates 1975. aastast tõusnud umbes 0, 2 kraadi Celsiuse järgi kümne aasta jooksul, siis troopikas on soojenenud pisut kiiremini, kiirusega 0, 26 kraadi kümne aasta jooksul. Ja troopilises Panamas öösel lähevad asjad veelgi kuumemaks. Teadlased Alexander Cheesman ja Klaus Winter leidsid, et viimase nelja aastakümne temperatuur on öösel keskmisel temperatuuril tõusnud 1, 5 kraadi. Testides, mida see hüpe troopiliste taimede jaoks võib tähendada, võttis paar viigimarja- ja balsapuu seemikud ning mõõtis nende kasvu öistel temperatuuridel suurenevas vahemikus. See, mis nad leidis, on vastuolus tavapärase kliimamuutuste tarkusega: taimed panevad kaalule üle kahe korra rohkem kui tavalistes tingimustes hoitud seemikud.
Traditsiooniline mõtlemine, ütles Cheesman, kes lõpetas hiljuti Smithsoniani troopiliste uuringute instituudiga doktorandi stipendiumi, ütleb, et päeva jooksul läbivad taimed fotosünteesi, hõivates süsinikku ja öösel läbivad nad hingamise, kaotades süsiniku. Nende kahe erinevus reguleerib taime kasvu. Soojem temperatuur suurendab mudeli kohaselt hingamist ja vähendab seega kasvu. Kuid Cheesman ütleb, et tema uurimistöö seab välja hingamise üsna lihtsustatud mõistmise tõsiselt.
"Asi pole ainult süsiniku kadumises, sest selle süsiniku kaotamisel teeb see ka kõiki neid muid asju: toodab ATP-d (adenosiintrifosfaati), see toodab metaboolseid prekursoreid, mida saab seejärel kasutada uute rakkude ehitamiseks." Toetudes uuringutele, mis toetavad hingamise produktiivsetel eesmärkidel suutsid Cheesman ja Winter näidata, et tõusvad temperatuurid ei suurendanud hingamist ja seega aeglustunud kasvu, nagu arvati, vaid pigem suurendasid mõlemat.
Kontrollitud keskkonnaga ja avatud ülaosaga kambreid kasutades testis paar kahe neotroopilise puuliigi kasvu. Seemikuid hoiti päeval püsivas temperatuuris, mis ühtis Panama keskosaga, ja öösel tõsteti neid temperatuuridega 22 kraadi kuni 31 kraadi või 72 kraadi kuni 88 kraadi Fahrenheiti järgi.
Viimase grupi kasvutempo oli üle kahe korra suurem kui esimese grupi kasv. Cheesman leiab, et on siiski tõenäoline, et kiirenenud kasvuga puud lõpevad pärast teatud suuruse saavutamist kasvu, mis tähendab, et metsas ei pea tingimata olema suuremaid puid. "Teil on taimed sama kasvuga, kuid kiiremini, " selgitab Cheesman, "nii et võib juhtuda, et metsade käive kiireneb. ”
"Seda tööd on tehtud palju ühe- ja üheaastaste põllukultuuride põllumajandussüsteemides ja seal on näidatud sarnaseid asju, " ütles ta. "Puude puhul on põhimõtteliselt keerulisem katse teha terve põlvkond alates seemikust. kuni seemikute ise tootmiseni. ”
Sellegipoolest arvab Cheesman, et suure tõenäosusega võib suurenenud hingamine tähendada lühemaid põlvkondi, millel oleks terve hulk tagajärgi taimede ökoloogilistele süsteemidele.
Kiirem määr võib tähendada ka nõrgemat taime. Sellest uuringust sõltumata leidis teine teadlane, Marylandis Edgewateris asuva Smithsoniani keskkonnauuringute keskuse teadur Whitman Miller, kes töötas koos mererohuga ”, et kõrgendatud CO2 tulemuseks oli kiirem kasv (hea asi), kuid sellega kaasnevad kaitsvate keemiliste ühendite vähendamine (halb asi ). ”
Cheesman ütleb, et leid vastab tema enda kogemustele troopiliste liikide uurimisel.
"Midagi sarnast näeme seemikutes, " ütleb ta. "Öise temperatuuri tõus võib põhjustada võrsete kõrguse suurenemist ja lehtede vahelise sisepikkuse suurenemist, mis avaldab mõju näiteks struktuurilisele terviklikkusele ja potentsiaalsele vee liikumisele küpses puus." Nõrgemad struktuurid võivad taimi muuta parasiitide või seente vastuvõtlikumaks, midagi märgib Miller ka oma töös.
Ehkki ta usub, et tema paber annab märku vajadusest fotosünteesi ajendatud kasvu mudeleid läbi mõelda, tunnistab Cheesman uuringu piiratust ja paljusid tundmatuid.
"Seal on väga olulisi ettevaatusabinõusid, kuna öise temperatuuri tõus põhjustab väga erinevaid sademete mustreid ja vee kättesaadavust, millel võib olla puude kasvule väga sügav mõju, " ütleb ta, viidates ühele sellisele lahendamata küsimusele. "Teil on temperatuuri otsene mõju ja siis palju kaudseid mõjusid igasugustele muudele asjadele."
Ta loodab, et tema edaspidine uurimistöö võib laiendada seda, mida Talvega alustatud on. "Mind huvitab, kuidas temperatuur mõjutab teisi protsesse, seega mitte ainult fotosünteesi ja hingamist, vaid ka selliseid teemasid nagu meristemaatiline aktiivsus, lehtede moodustumine, kõik need protsessid ja kuidas need kõik omavahel seotud on integreeritud reageering temperatuurile."
