История засух улучшает восстановление луговых сообществ после последующих засух

Когда растительное сообщество подвергается засухе, разные виды претерпевают эволюционные изменения. Международное исследование с участием Университета Цюриха (UZH) показывает, что это со временем приводит к повышению устойчивости к будущим засухам.

Воздействие засухи на предыдущие поколения в полевых условиях увеличивает комплементарность между потомками разных видов луговых растений и делает их более устойчивыми к последующей засухе. Международная исследовательская группа выявила этот трансгенерационный эффект на примере около 1000 экспериментальных растительных сообществ в горшках. Результаты показывают, что если прошлые экстремальные климатические события не уничтожают виды полностью, они могут повысить устойчивость биоразнообразия и функционирования экосистем в будущем с более частыми экстремальными явлениями.

Исследователи подвергли экспериментальные луговые сообщества в Йене (Германия) восьми повторяющимся ежегодным засухам или обычным условиям. Затем семенное потомство 12 видов выращивали индивидуально, в монокультурах или в двухвидовых смесях и подвергали последующей засухе в теплице Университета Цюриха (Швейцария).

Смеси лучше монокультур

Потомство растений с историей воздействия засухи восстанавливалось после последующей засухи быстрее, чем потомство растений без такой истории. Однако это было очевидно только тогда, когда растения выращивались в смесях, но не в монокультурах.

«Эти данные позволяют предположить, что в разнообразных растительных сообществах виды со временем могут эволюционировать к лучшему сотрудничеству, повышая тем самым стабильность экосистемы к внешним нарушениям. Это имеет важное значение для сохранения биоразнообразия в условиях глобального изменения климата», — говорит профессор Бернхард Шмид из Университета Цюриха, старший автор публикации в Nature Communications. «Сохранение биоразнообразия может улучшить адаптацию растительных сообществ к экстремальным явлениям. Эта адаптация возможна только в том случае, если виды совместно пережили прошлые события и также сталкиваются с будущими событиями вместе, а не поодиночке».

Трансгенерационное усиление видов

Команда также изучила причины, по которым история воздействия засухи улучшила восстановление смесей после последующей засухи. Они обнаружили, что потомство растений с историей засухи демонстрировало более высокую комплементарность между видами в фазе восстановления, чем потомство растений без такой истории.

«Комплементарность видов означает, что виды ограничивают себя больше, чем других. Это ключевой механизм поддержания биоразнообразия и смягчения последствий изменения климата для функционирования экосистем», — объясняет доктор Юйсинь Чэнь, первый автор публикации.

«Это трансгенерационное усиление видовой комплементарности может помочь смешанным сообществам сохранить свое биоразнообразие и функционирование экосистем в будущем с более частыми экстремальными климатическими явлениями».