Уязвимая гидравлическая система растений под угрозой из-за усиления засухи

Гидравлическая система деревьев настолько тонко настроена, что прогнозируемое усиление засух из-за изменения климата может привести к катастрофическому отказу у многих видов. Исследование под руководством доцента биологических наук Университета Джорджа Вашингтона Эми Занн показывает, что эти системы у растений по всему миру работают на пределе своего порога безопасности, что делает лесные экосистемы уязвимыми к растущему экологическому стрессу.

В журнале Nature доктор Занн и ведущие авторы из Университета Западного Сиднея (Австралия) и Ульмского университета (Германия) сообщают, что гидравлическая система, от которой зависят деревья, — это уникальный, но нестабильный механизм, постоянно подвергающийся испытаниям.

Основная проблема растений во время засухи — поддержание работы своей "водопроводной системы". Стресс от засухи создает пузырьки газа (эмболии) в водопроводящих тканях, что снижает способность растений снабжать водой листья для фотосинтеза и газообмена и в конечном итоге может привести к высыханию и гибели.

"Уязвимость к эмболии — один из главных факторов, определяющих влияние засухи на деревья", — сказала доктор Занн. Однако растения сильно различаются по устойчивости к засухоиндуцированной эмболии, что затрудняет прогнозы изменений лесов в будущем.

Ключевое открытие международной команды, включавшей 23 ученых, было сделано при анализе данных о порогах гидравлической безопасности у лесных видов по всему миру. Оказалось, что, несмотря на большое разнообразие в устойчивости к эмболии, растения во всех типах лесов находятся на схожих порогах безопасности. Эти пороги в значительной степени не зависят от среднегодового количества осадков.

Эти результаты объясняют, почему вызванный засухой спад лесов происходит как в засушливых, так и во влажных лесах, которые исторически не считались подверженными риску.