Древние гнёзда гоферов показывают, как растения справлялись с изменениями климата в прошлом
Учёные исследуют, как растения пережили последний ледниковый период, чтобы понять их возможные реакции на будущие изменения климата.
Контекст исследования:
- Пик последнего ледникового периода: около 21 000 лет назад.
- Условия тогда: в среднем на Земле было на 14°F (7.8°C) холоднее, а концентрация CO2~ в атмосфере составляла всего 180 ppm (частей на миллион) — менее половины от современного уровня (~420 ppm).
- Гипотеза: такие низкие уровни CO2 могли вызывать у растений "углеродное голодание", ограничивая фотосинтез и рост.
Методология:
Исследователи из Университета Канзаса (Кэти Беклин, Джой Уорд и др.) изучили древние растения, сохранившиеся в гнёздах (мидденах) гоферов из хребта Снейк в Неваде. Эти грызуны создают гнёзда из местных материалов (веток, листьев, семян), которые прекрасно сохраняются в засушливом климате.
- Использовалась коллекция из почти 400 мидденов возрастом от 2000 до 50 000 лет.
- Датировка проводилась методом радиоуглеродного анализа.
- Физиологическое состояние растений реконструировали с помощью методов стабильных изотопов углерода.
Ключевые результаты:
- Большинство видов растений изменяли свою физиологию в ответ на изменения окружающей среды с ледникового периода.
- Близкородственные виды (из одного семейства) демонстрировали очень схожие физиологические реакции. Это указывает, что эволюционная история (линия) растения является важным фактором, определяющим его реакцию на глобальные изменения.
- Сосна остистая межгорная (Bristlecone pine) — один из самых долгоживущих организмов на Земле (более 5000 лет) — была самым распространённым хвойным видом в исследуемом регионе во время оледенения. Её уникальная физиология, вероятно, способствовала выживанию в тех суровых условиях, но теперь, отчасти из-за этой же физиологии и реакции на изменения климата, её численность сокращается.
Значение для будущего:
- Эволюционная история вида будет влиять на то, как и насколько быстро он сможет адаптироваться к росту температур и CO2.
- Поскольку экосистемы состоят из множества видов с разной историей и реакциями, прогнозировать последствия климатических изменений становится сложнее.
- Понимание реакций растений критически важно, так как они формируют основу экосистем (пища, укрытие для других организмов), играют ключевую роль в циклах углерода и питательных веществ. Изменения в растительных сообществах повлияют на всю экосистему.
Исследование опубликовано в журнале Ecology Letters.
