Некоторые деревья процветают после удара молнии: как электрические разряды могут повысить выживаемость и рост
Новое исследование, опубликованное в New Phytologist, показывает, что некоторые виды тропических деревьев не только способны переносить удары молнии, но и извлекают из них пользу. Возможно, эти деревья даже эволюционировали, чтобы действовать как громоотводы.
Исследование возглавил лесной эколог Эван Гора из Института экосистемных исследований Кэри, изучающий влияние молний на биоразнообразие и запасы углерода в тропических лесах Панамы.
Хотя молнии ежегодно убивают сотни миллионов деревьев, в 2015 году команда обнаружила в Панаме дерево Dipteryx oleifera, пережившее удар с минимальными повреждениями. Разряд был настолько сильным, что вырвал из его кроны паразитическую лиану и убил более десятка соседних деревьев.
В 2022 году команда впервые продемонстрировала, что деревья различаются по способности выживать после удара молнии. Новая работа — первое доказательство того, что деревья могут получать от этих ударов преимущества.
Используя систему локации молний, ученые отследили судьбу 93 деревьев, пораженных молнией в природном памятнике Барро-Колорадо в центральной Панаме. Наблюдения велись от 2 до 6 лет после удара.
Ключевые результаты для Dipteryx oleifera:
- Все 9 непосредственно пораженных деревьев этого вида выжили, получив лишь незначительные повреждения.
- У пораженных деревьев других видов было повреждено в 5,7 раз больше листьев в кроне, и 64% из них погибли в течение двух лет.
- Каждый удар по Dipteryx в среднем убивал 9,2 соседних дерева, когда электричество проходило по лианам, соприкасающимся ветвям или перепрыгивало небольшие промежутки.
- Удары молнии сокращали зараженность Dipteryx лианами на 78%, освобождая деревья от давления этих паразитов в борьбе за свет и питательные вещества.
Более широкие популяционные тенденции:
- У деревьев Dipteryx в целом меньше лиан.
- Анализ данных за 40 лет показал, что деревья-соседи Dipteryx умирали на 48% чаще, чем другие деревья в лесу, вероятно, из-за молний.
- 3D-модели крон, созданные с помощью дронов, показали, что Dipteryx в среднем на 4 метра выше своих ближайших соседей. Вероятно, молнии убивали более высоких конкурентов, давая Dipteryx преимущество в борьбе за свет и пространство.
«Эти данные предоставляют первые доказательства того, что некоторые деревья получают пользу от удара молнии», — пишут авторы. Или, как говорит Гора: «Для Dipteryx oleifera лучше быть пораженным молнией, чем нет».
Из-за всех этих преимуществ Dipteryx oleifera может быть специально приспособлен для привлечения молний. Благодаря своей выдающейся высоте и необычно широкой кроне, по расчетам команды, они могут иметь на 68% более высокую вероятность быть пораженными, чем деревья средней высоты.
Расчеты показывают, что отдельное дерево Dipteryx oleifera получает прямой удар молнии в среднем раз в 56 лет. Поскольку эти деревья могут жить сотни или даже более тысячи лет, они переживут множество таких ударов за свою жизнь. За время исследования одно из деревьев Dipteryx было поражено дважды всего за пять лет.
Способность выживать после ударов молнии и извлекать пользу от удаления лиан и конкурентов дает Dipteryx огромное преимущество. По расчетам ученых, устойчивость к молниям повышает способность вида производить потомство в 14 раз.
В дальнейшем команда планирует изучить, какие электрические или структурные особенности позволяют этим деревьям выживать, и выяснить, насколько распространено это явление среди других видов.
Ясно, что молнии играют недооцененную роль в конкуренции деревьев. А поскольку во многих регионах из-за изменения климата частота молний растет, их влияние может усилиться, потенциально благоприятствуя устойчивым видам, таким как Dipteryx oleifera. Понимание роли молний в формировании лесов важно для прогнозирования изменений в биоразнообразии и запасах углерода, а также для планирования тропического лесовосстановления.