Некоторые тропические деревья охлаждают свои листья, чтобы пережить тепло, но не у всех видов есть способы справиться

Как вы охлаждаете себя в жаркий день? Возможно, вы найдете тень, включите вентилятор или отступите на кондиционер? Но запасьте мысль о тропических лесных деревьях. По мере того, как климат нагревается, они должны либо приспособиться к жару, адаптироваться по поколениям или начать медленный снижение к смерти.

На полном солнце тропические листья могут стать сильно горячее, чем окружающий воздух-ХОРОШО, чтобы замедлить-или даже остановиться-процесс поддержания жизни фотосинтеза.

Так как же деревья могут удерживать свои листья в пределах безопасной температуры? И некоторые виды лучше в этом, чем другие? Наше новое исследование осмотрел этот вопрос.

Мы обнаружили, что у некоторых тропических видов деревьев есть способы справиться с повреждением температуры в более теплых частях их диапазона. Это может дать им преимущество перед конкурентами, поскольку климат продолжает нагреваться.

Стратегии охлаждения листьев

В более теплый климатРастения могут охлаждать свои листья и избегать тепловых повреждений, испаряя воду через их «стомата» – поры на поверхности листьев и стеблей.

Или они могут развиваться более узкие, меньшие листья. Они могут сбросить тепло более эффективно, чем большие листья, потому что ветер проходит ближе к поверхности листа, разбивая тонкий слой неподвижного воздуха, который изолирует лист.

Листья также могут изменить их ориентацию, чтобы поглощать меньше радиации от солнца.

Тем не менее, мы не знаем, какие виды лучше всего выполняют эти сдвиги, которые вместе известны как «терморегуляция». Мы также не знаем, развивалась ли эта способность в течение поколений или приспособились деревья в течение их жизни. Наше новое исследование стремилось пролить свет на эти вопросы.

В чем участвовали исследование

Во -первых, мы проверили, как различные характеристики листьев влияют на то, насколько они жарко. Чтобы сделать это, мы отбирали деревья из 16 лесных участков через влажные тропики Квинсленда, от горячей низинты до охлаждения гор.

В выборке участвовали три вида: Darling Darlingiana (шелковистый дуб), Elaeocarpus grandis (Blue Quandong) и Cardwellia Sublimis (Bull Oak).

Мы отправились в отдаленные леса, чтобы найти наши виды исследования. Затем мы использовали гигантскую рогатку, чтобы сбить ветви с высокого уровня в навес.

Мы измерили листья в соответствии с факторами, которые влияют на то, насколько горячими они становятся: ширина и толщина, химический состависпользование устьиц для выброса воды для охлаждения, цвета и отражательной способности.

Эти полевые измерения были введены в компьютерную модель. Мы попросили модель предсказать, как разница температур между листьями и воздухом изменилась по всей среде обитания, где росли вид.

Моделирование показало, что два из трех изученных видов – Silky Oak и Blue Quandong – явно способные «самоубиться» в более горячей среде. Они сделали это, увеличив активность своей «устьиц» и имея более узкие, более мелкие листья.

Было ли это свидетельством адаптации климата?

Но почему некоторые популяции деревьев могли избежать повреждения температуры? Развивались ли гены этих популяций от одного поколения к следующему, чтобы стать лучше подходящими для более теплого мира? Или был еще один фактор в игре?

Чтобы ответить на эти вопросы, мы изучили ДНК различных популяций всех трех видов. Мы искали небольшие различия, связанные с климатом, в котором росли отдельные деревья.

Мы обнаружили сигналы во всех трех видах, связанных как с температурой, так и с осадками. Это говорит о том, что история климата сформировала их генетические реакции, но не всегда с одним и тем же результатом.

Например, хотя бык -дуб показал признаки адаптации, это может не помочь с регуляцией температуры, но вместо этого влияет на функцию растения другими способами.

Чтобы проверить эту идею, мы провели эксперимент с стеклянгом, используя общие садовые посадки синих саженцев Quandong, собранных в разных популяциях. Растения подвергались воздействию более теплых или более прохладных температур в отдельных камерах стекла, чтобы имитировать текущие условия возвышенности и низингов.

Саженцы синего Quandong, выращенные из популяций, происходящих в разных климатах, показали одинаковое изменение в различиях в температуре листа до воздуха, которые мы наблюдали в полевых условиях. Это произошло независимо от того, выращивали ли они в более прохладных или теплых стеклянных камерах.

Это предполагает, что генетическая адаптация помогает некоторым популяциям деревьев сохранять свои листья прохладными. Это может направлять менеджеров по охране природы при выборе того, где собирать семена для восстановления тропических лесов в потеплении.

Разные виды, разные стратегии

Тропические тропические леса жизненно важны для биоразнообразия и для борьбы с изменением климата Поглощение углекислого газа из атмосферы. Но тепловые волны и засухи толкают многие виды деревьев в свои пределы.

Наше исследование показывает различия в видах, которые могут гарантировать некоторый риск от повышения температуры. Но не все виды деревьев имеют эти стратегии, чтобы справиться с теплом.

Как мы показали, некоторые тропические деревья могут быть более уязвимыми для потепления. По мере того, как тепловые волны становятся более частыми и интенсивными, деревья, которые не могут корректировать их температуры листьев, могут столкнуться с более высоким риском повреждения тканей, снижения роста или даже локального вымирания.

Понимание того, как тропические деревья адаптировались к повышению температуры, имеет решающее значение для оценки их устойчивости к глобальному потеплению и помощи в их защите.

Эта статья переиздана из Разговор по лицензии Creative Commons. Читать Оригинальная статьяПолем