Время засухи оказалось важнее её силы: как климат меняет цветение растений

Каждую весну миллионы людей выходят на улицу, чтобы полюбоваться дикими цветами. Однако цветение — не просто красивый сезонный спектакль. Это один из важнейших этапов жизненного цикла растений, от которого зависит их способность размножаться, выживание опылителей и здоровье целых экосистем. Данную информацию сообщает портал Phys.org.

Новое исследование, опубликованное в журнале Ecology Letters, показывает, что изменение климата может нарушить этот хрупкий баланс неожиданным образом. Учёные давно знали, что повышение температуры заставляет растения цвести раньше. Теперь исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружили, что сроки засухи могут быть так же важны, как и количество осадков.

Под руководством докторантов Бареля Цафона и Ор Гросс, а также профессора Нива Демалаха из факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Еврейского университета, учёные выяснили, что засухи, происходящие в разное время вегетационного сезона, оказывают совершенно разное влияние на цветение и на то, как виды растений взаимодействуют друг с другом.

Чтобы это проверить, команда вырастила тысячи растений пяти распространённых средиземноморских видов в крупном тепличном эксперименте. Растения получали одинаковое сокращение воды, но засуха наступала либо в начале, либо в середине, либо в конце сезона дождей. Некоторые растения росли поодиночке, другие — вместе, чтобы изучить влияние соседних видов.

Два сдвига в цветении

Исследование выявило два основных результата. Во-первых, растения, растущие рядом с другими видами, меняли свои графики цветения: каждый вид стремился зацвести в разное время. Это уменьшало перекрытие между видами и могло ослабить конкуренцию за ресурсы. Результат бросает вызов давней идее о том, что такая «нишевая сепарация» развивается только в ходе эволюции, показывая, что растения могут быстро адаптировать своё цветение без каких-либо генетических изменений.

Во-вторых, сроки засухи оказались критическими. Пятинедельная засуха в середине зимы имела удивительно слабый эффект. Напротив, засухи осенью задерживали цветение, а весенние засухи заставляли растения прекращать цветение раньше, значительно сокращая сезон цветения. Разные виды реагировали по-разному, что подчёркивает сложность прогнозирования реакции экосистем на изменение климата.

Полученные данные говорят о том, что учёным нужно уделять гораздо больше внимания не только тому, сколько дождя выпадает, но и когда он выпадает. Они также демонстрируют, что понимание изменения климата требует изучения целых растительных сообществ, а не отдельных видов, поскольку взаимодействия между соседними растениями могут кардинально менять их реакции.

Соседи меняют реакцию

«Большинство людей думают, что засуха — это просто меньше дождей, но мы обнаружили, что её сроки также имеют огромное значение, — сказал Цафон. — Даже одно и то же количество воды может привести к совершенно разным результатам, если дефицит наступает на разных этапах сезона. Что действительно нас удивило, так это то, что реакция растений на засуху менялась в зависимости от соседей. Это показывает, что невозможно понять влияние изменения климата, изучая каждый вид по отдельности».

Демалах добавил: «Растения не общаются, как люди, и не принимают решений о том, когда лучше цвести, чтобы не попасть в неприятности с более привлекательными растениями. Мы предполагаем, что механизм гораздо проще: одно растение забирает воду у другого, и из-за возникшего дефицита воды у соседнего растения остаётся меньше ресурсов. Этот дефицит заставляет его начинать цветение позже или заканчивать раньше. Красота в том, что когда смотришь на общую картину, включая все виды, видишь картину разделения ниш, когда конкуренция заставляет каждый вид цвести в немного разное время».

Исследование подчёркивает, что изменение климата перестраивает экосистемы более тонкими способами, чем считалось ранее. Прогнозирование будущего растительных сообществ потребует выйти за рамки температуры и общего количества осадков и учитывать сроки засухи и сложные взаимодействия между соседними видами.