Семена на чёрный день — или на случай пожара

Горные сосновые лубоеды, распространяясь по лесам западной части Северной Америки, могут убить миллионы сосен за одну вспышку численности. Повышение общих температур за последние годы расширило ареал этих жуков, что привело к эпидемии и, возможно, сделало эту инвазию крупнейшей лесной катастрофой, вызванной насекомыми, в Северной Америке.

Доктор Франсуа Тест и его коллеги из Университета Альберты (Канада) исследовали влияние вспышек численности горного соснового лубоеда на сосну скрученную в Британской Колумбии. Они обнаружили, что семена из шишек на лесной подстилке могут формировать жизнеспособный банк семян для восстановления леса после его гибели от жуков. Исследование опубликовано в American Journal of Botany.

Сосна скрученная (Pinus contorta) — серотинный вид: её семена высвобождаются из шишек не во время созревания, а в ответ на определённые условия среды, в данном случае — пожар. Банк семян обычно находится в закрытых шишках в кроне. После вспышки численности лубоеда мёртвые деревья с шишками могут стоять 10–15 лет. Однако учёные отмечают значительное увеличение количества закрытых шишек на лесной подстилке из-за учащения поломки веток после гибели дерева. Жизнеспособность этих семян и их потенциал для восстановления леса были неизвестны.

Используя методы проращивания, Тест и коллеги оценили жизнеспособность семян из закрытых шишек как в кроне, так и на лесной подстилке на участках через 3, 6 и 9 лет после вспышки численности лубоеда. Результаты показали:

• Закрытые шишки на подстилке обладали высокой всхожестью (более 80%), но она падала до 45% для частично открытых шишек.
• Шишки в кроне имеют всхожесть >90% в среднем через год после созревания, но она резко снижается после 15 лет и падает до 50% через 25 лет.

«Закрытые смолистые шишки, типичные для серотинных сосен, могут сохранять (до примерно 10–15 лет) жизнеспособные семена на мёртвых деревьях, даже если шишки частично открыты и/или находятся на лесной подстилке, — сказал Тест, — но, конечно, всхожесть со временем медленно снижается». Это первое исследование, демонстрирующее существование жизнеспособного банка семян на лесной подстилке для серотинного вида сосны.

Серотинная адаптация сосны скрученной позволяет лесу восстанавливаться после пожара, но может мешать восстановлению после гибели от лубоеда. Хотя семена в закрытых шишках остаются жизнеспособными, они не могут участвовать в восстановлении, пока не высвободятся, а этот процесс обычно запускается огнём.

«Мы можем лишь предполагать, что это потенциальный источник для будущего восстановления, если низовой пожар или подготовка участка обнажат шишки», — заявил Тест относительно банка семян на подстилке. Его будущие исследования могут быть сосредоточены на влиянии пожара после вспышек численности лубоеда, в частности, на том, может ли огонь способствовать прорастанию семян из погребённых шишек.

«С новыми нарушениями возникают новые реакции для поддержания стабильности экосистемы», — заключил Тест.