Солнечный свет в тропическом лесу — движущая сила экологических ниш видов деревьев

Основным фактором, определяющим рост сотен видов деревьев в тропических лесах, является не вода, а солнечный свет. Различия в физиологических характеристиках между видами объясняют, как различные виды занимают свои экологические ниши, тем самым способствуя биоразнообразию. К такому выводу пришли исследователи из Вагенингенского университета и их коллеги из Утрехтского университета в публикации в научном журнале PNAS.

Тропические леса способны поддерживать сотни видов деревьев всего на нескольких гектарах. Исследование, проведённое Франком Стерком, Лоуренсом Пуртером, Ларсом Маркестейном (Вагенингенский университет) и Фейке Схивингом (Утрехтский университет), показало, что изученные виды по-разному реагировали на изменения в доступности света и воды из-за различий в физиологических характеристиках. Большинство видов занимало уникальную нишу, где они превосходят другие виды, что может способствовать их сосуществованию и разнообразию леса.

В рамках исследования учёные измерили ряд физиологических свойств, таких как площадь поверхности листа, плотность древесины, способность к фотосинтезу, водный потенциал листьев и устойчивость к транспорту воды у видов деревьев из боливийского леса. Они использовали физиологическую модель растения, чтобы рассчитать скорость роста различных видов при разных комбинациях воды и света. Моделирование показало, что вариации в производстве листьев и способности к фотосинтезу позволяют видам специализироваться для различных световых ниш. Чувствительность устьиц к засухе (и, следовательно, потребление воды) также варьируется, но это не приводит к специализации деревьев на сухих или влажных участках в одном лесу.

Исследователи пришли к выводу, что даже в относительно сухих тропических лесах свет является движущей силой нишевой специализации типов деревьев. Это делает солнечный свет более важным, чем вода, для определения того, будут ли разные деревья расти бок о бок.

Это одно из первых исследований, в котором физиологические модели растений использовались для масштабирования характеристик растений до роста и выживания различных видов деревьев, чтобы объяснить богатство видов в тропическом лесу. В будущем эти модели также будут использоваться для изучения распределения видов растений вдоль климатических градиентов.