Изменение климата может повысить затраты на размножение у растений

Новое исследование Университета Джорджии показывает, как растения реагируют на стрессовые условия окружающей среды, вызванные изменением климата. В статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B, учёные продемонстрировали, что растения, выращенные в более сухих условиях, имитирующих эффекты изменения климата, демонстрировали более высокие затраты на размножение, чем растения, выращенные в текущих условиях.

Затраты на размножения — это концепция, согласно которой организмы, вкладывающие энергию в текущее размножение, имеют меньше ресурсов для будущих потребностей (выживание, рост, дальнейшее размножение). В условиях стресса и ограниченных ресурсов эти затраты усиливаются.

Исследователи изучили, как более сухие условия изменяют затраты на размножение у горного цветкового растения Boechera stricta (семейство капустных).

Методология эксперимента

• Исследование длилось 6 лет в Скалистых горах.
• Были созданы экспериментальные сады на 5 разных высотах в естественном ареале растения.
• Для моделирования изменения климата на половине участков ежегодно применяли раннее удаление снега, имитируя сокращение снежного покрова зимой и снижение доступности воды.
• На контрольных участках снежный покров оставляли нетронутым.
• Учёные отслеживали выживаемость, успешность цветения и плодовитость (количество произведённых семян) растений.

Ключевые результаты

• На низких высотах (естественно более тёплых и сухих) были обнаружены выраженные затраты на размножение: растения, хорошо размножавшиеся в первый год, имели более короткую продолжительность жизни и меньшую вероятность размножения в будущем. Этот эффект наблюдался как в контрольных условиях, так и при раннем удалении снега.
• На средних высотах раннее удаление снега вызывало тот же эффект по сравнению с контрольными условиями.
• На высоких высотах картина была обратной: растения на участках с удалением снега имели ниже затраты на размножение. Учёные предполагают, что здесь раннее удаление снега не усиливало засуху, а продлевало короткий вегетационный период, делая условия более благоприятными.

Выводы и перспективы

Результаты подтверждают гипотезу о том, что изменение климата влияет на затраты на размножение растений. Естественный отбор, вероятно, будет действовать на эти признаки, потенциально favoring особи с более короткой продолжительностью жизни в условиях изменения климата.

В будущем планируется:

• Сравнить продолжительность жизни Boechera stricta в прошлом и настоящем.
• Изучить, как удаление снега изменяет паттерны естественного отбора.
• Экспериментально повышать температуру в садах для более точного изучения эффекта.
• Разделить эффекты доступности воды и температуры.

Исследование поможет выявить популяции растений, особенно уязвимые к изменению климата, и разработать стратегии для сохранения биоразнообразия.