Drveće u prašumi doživljava povišene noćne temperature, a nova istraživanja pokazuju da može značiti i povećan rast. Fotografija ljubaznošću Smithsonian Tropical Research Institute
Dok se svijet zagrijava, određeni dijelovi se zagrijavaju brže od drugih i upravo tamo istraživači pronalaze tragove klimatskih promjena koji bi mogli izmijeniti naše razumijevanje rasta biljaka uopće.
Dok se prosječne globalne temperature povećavaju na oko 0, 2 Celzijevih stupnjeva po desetljeću od 1975., tropi se zagrijavaju nešto brže, brzinom od 0, 26 stupnjeva po desetljeću. A u tropskoj Panami noću, stvari postaju još vruće. Istraživači Alexander Cheesman i Klaus Winter otkrili su porast prosječne noćne temperature za 1, 5 stupnjeva u posljednja četiri desetljeća. Ispitajući što bi taj skok mogao značiti za tropske biljke, par je uzeo sadnice smokve i balze i izmjerio njihov rast u rasponu od porasta noćnih temperatura. Ono što su otkrili je u suprotnosti s uobičajenom mudrošću o klimatskim promjenama: biljke su stavile više nego dvostruko veću težinu od sadnica koje se čuvaju u normalnim uvjetima.
Tradicionalno razmišljanje, kaže Cheesman, koji je nedavno završio post-doc zajedništvo sa Smithsonian Tropical Research Institute, kaže da tijekom dana biljke prolaze fotosintezu, hvatajući ugljik, a noću podnose disanje, gubeći ugljik. Razlika između dva regulira rast biljke. Toplije temperature povećavaju disanje i na taj način smanjuju rast, prema modelu. Ali Cheesman kaže da njegovo istraživanje ozbiljno dovodi u pitanje prilično jednostavno razumijevanje disanja.
"Nije to samo gubitak ugljika, jer gubljenjem ugljika radi i sve ove druge stvari: stvara ATP (adenozin trifosfat), stvara metaboličke prekursore koji se mogu upotrijebiti u izgradnji novih stanica." Nadogradnja na istraživanjima koja podupiru produktivne svrhe disanja, Cheesman i Winter uspjeli su pokazati da porast temperature ne povećava disanje i tako usporava rast, kao što se očekivalo, već povećava i jedno i drugo.
Pomoću komora s kontroliranim okruženjem i komora s otvorenim vrhom, par je testirao rast dvije neotropske vrste drveća. Sadnice su održavane u stalnim dnevnim temperaturama, odgovaraju onima u središnjoj Panami, i izložene su povišenim noćnim temperaturama u rasponu od 22 stupnja do 31 Celzijeva stupnja, ili od 72 stepena do 88 stupnjeva celzijusa.
U drugoj je skupini zabilježen više nego dvostruki rast nego u prvoj skupini. Cheesman smatra kako je vjerojatno, međutim, da bi stabla s ubrzanim rastom prestala rasti kad postignu određenu veličinu, što znači da u šumi ne mora nužno biti većih stabala. „Imate biljke koje ostvaruju isti ukupni rast, ali bržim tempom, “ objašnjava Cheesman, „tako da bi moglo biti i da promet šuma postane brži. ”
„Puno je toga učinjeno u poljoprivrednim sustavima s višegodišnjim i jednogodišnjim nasadima, a slične stvari su pokazane i tamo, “ ali kaže, „sa drvećem je samo bitno teže pokrenuti eksperiment za cijelu generaciju, od sadnica do same proizvodnje sadnica. "
Bez obzira na to, Cheesman misli da postoji velika mogućnost da povećano disanje može značiti i kraće generacije, što bi imalo čitav niz implikacija na ekološki sustav biljaka.
Brža stopa može značiti i slabiju biljku. Nezavisno od ove studije, drugi istraživač Whitman Miller iz Smithsonian istraživačkog centra za okoliš u Edgewateru, Maryland, radeći s morskom travom, utvrdio je da „povišeni CO2 rezultirao je bržim rastom (dobra stvar), ali pratećim smanjenjem zaštitnih kemijskih spojeva (loša stvar ).”
Cheesman kaže kako se nalaz podudara s vlastitim iskustvom proučavanja tropskih vrsta.
„Nešto slično vidimo u sadnicama“, kaže on. "Povećana noćna temperatura može rezultirati povećanom visinom pucanja i povećanjem dužine međuprostora između lišća i na taj način što ima posljedice na stvari poput strukturnog integriteta i potencijalnog kretanja vode u zrelim drvećem." Slabije strukture mogu učiniti biljke osjetljivije na parazite ili gljivice, nešto što Miller također primjećuje u svom djelu.
Iako vjeruje da njegov rad signalizira potrebu za preispitivanjem modela rasta temeljenog na fotosintezi, Cheesman priznaje ograničenja studije i brojne nepoznanice.
"Toliko su značajni upozorenja da će povećanje noćnih temperatura rezultirati vrlo različitim obrascima oborina i dostupnošću vode što može imati vrlo duboke posljedice na sam rast stabala", kaže on, navodeći jedno takvo otvoreno pitanje. "Imate izravan utjecaj temperature, a zatim i puno neizravnih utjecaja na sve druge stvari."
Nada se da će njegova buduća istraživanja moći proširiti ono što je započeo sa Winterom. "Zanima me kako temperatura utječe na druge procese, dakle ne samo fotosintezu i disanje, već stvari poput meristematske aktivnosti, razvoja listova, svih tih procesa i kako se svi oni povezuju u integrirani odgovor na temperaturu."
