Як дерева синхронізують плодоношення і до чого тут літнє сонцестояння: відповідає дослідження
Джерело: quantamagazine.org, Меган Вілкоксон.
Мільйони букових дерев по всій Європі щороку, ніби підкоряючись невидимому диригенту, синхронізують свою репродуктивну систему. Протягом декількох днів вони продукують все насіння, необхідне їм на рік, а потім скидають плоди на лісову підстилку, даючи життя новому поколінню та годуючи екосистему.
Це явище, відоме як “мастинг”, характерне для багатьох видів дерев, але європейські буки унікальні тим, що синхронізують цю поведінку на континентальному рівні. Від Англії до Швеції та Італії, через моря, часові пояси та кліматичні зони, ці дерева “знають”, коли настане час розмножуватися. Довгий час це було таємницею, але тепер дослідники розгадали її.
Небесний стартовий постріл:
Група екологів визначила чіткий сигнал, який вони називають “небесним стартовим пострілом”, що разом з теплою погодою запускає цей феномен. Їх аналіз даних про посіви протягом 60 років показав, що європейські букові дерева синхронізують “мастинг” з літнім сонцестоянням та піком тривалості дня.
Вперше вчені пов’язали мастинг з довжиною дня, але механізм сприйняття цього явища деревом все ще невідомий.
“Це вражає – знайти таку різку зміну через день після сонцестояння. Це не схоже на випадковість”, – говорить Джорджіо Вакк’яно, лісовий еколог з Міланського університету, який не брав участі в дослідженні.
Подальші дослідження можуть пролити світло на те, як саме дерева відчувають світловий день на молекулярному рівні.
“Це було б справді видатним відкриттям”, – говорить Валт Кеніг, запрошений науковий співробітник Корнельського університету та відставний дослідник зоології Каліфорнійського університету в Берклі, який також не брав участі в дослідженні. Відкриття генетичного механізму, що керує цією поведінкою, наблизить дослідників до розуміння багатьох інших таємниць фізіології дерев.
Синхронізація на відстані:
Дерева синхронізують свої внутрішні біологічні годинники зі змінами світла, як і більшість організмів. Тривалість світлового дня протягом 24 годин впливає на ряд поведінкових реакцій, від росту рослин до зимової сплячки, міграції та розмноження.
Команда Міхала Богдзевіча з Університету імені Адама Міцкевича в Познані, Польща, виявила, що європейські букові дерева синхронізують своє розмноження на відстані до 1500 кілометрів. Це найбільша синхронізаційна відповідь серед усіх видів дерев у Європі.
Вплив світлового дня:
Аналіз Валентина Журне, еколога та постдокторанта в лабораторії Богдзевіча, показав, що європейські буки дійсно мастують у відповідь на літні температури. Але вони не скидають свої насіння, доки не відчують найдовший день року. Це поєднання сигналів організовує мастинг широко розкиданих букових дерев у компактний період.
Шлях до розуміння:
Команда Богдзевіча співпрацює з молекулярними біологами, щоб знайти механізми, які дозволяють деревам відчувати літнє сонцестояння. Зокрема, вони досліджують ген CONSTANS, який присутній у всіх геномах квіткових рослин, активується у відповідь на сезонні зміни та допомагає регулювати циркадний годинник.
***
Важливість дослідження:
Це дослідження не лише дає нам нове розуміння того, як дерева синхронізують своє розмноження, але й має ширші наслідки.
- Зміна клімату: Зміна довжини дня та сезонних моделей може вплинути на синхронізацію мастингу, що призведе до негативних наслідків для репродукції дерев та екосистем, які від них залежать.
- Лісове господарство: Розуміння факторів, які регулюють мастинг, може допомогти лісівникам краще керувати популяціями дерев та оптимізувати виробництво лісової продукції.
- Біологія: Це дослідження може допомогти нам краще зрозуміти, як інші організми сприймають світловий день та реагують на сезонні зміни.
Висновок:
Відкриття того, що європейські букові дерева синхронізують своє плодоношення з літнім сонцестоянням, є значним кроком вперед у нашому розумінні фізіології дерев та їх взаємодії з навколишнім середовищем.
Це дослідження підкреслює важливість фундаментальних наукових досліджень для розуміння складних екологічних систем та впливу зміни клімату на навколишнє середовище.