Деревья акклиматизируются к изменяющимся температурам

Исследователи из Лаборатории исследований растений Мичиганского университета изучают, как бумажная берёза (Betula papyrifera) адаптируется к изменяющимся условиям среды, управляя ключевым метаболическим процессом — фотодыханием.

Фотодыхание — это высокоактивный путь в метаболизме растений. Повышение атмосферной концентрации CO₂ и глобальное потепление оказывают противоположное влияние на фотосинтез и фотодыхание: рост температуры увеличивает фотодыхание, а рост CO₂ — снижает.

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные оценили, изменяют ли бумажные берёзы активность ферментов фотодыхания в разных условиях. Этот вид выбран потому, что он произрастает в бореальных лесах — экосистемах, наиболее уязвимых к изменению климата.

Условия эксперимента

Деревья выращивали из семян в Биотроне Университета Западного Онтарио — установке, моделирующей различные климаты. Были воссозданы шесть сценариев, имитирующих текущие, умеренные и экстремальные прогнозы МГЭИК для бореальных лесов, с разными комбинациями концентрации CO₂ и температуры воздуха.

Через четыре месяца роста исследователи измерили активность девяти ферментов фотодыхательного пути в листьях.

Результаты

Оказалось, что деревья не увеличивают ферментативную мощность в зависимости от климата, в котором их выращивали. Вместо этого они поддерживали схожие мощности во всех шести будущих климатических сценариях.

При этом все измеренные ферментативные мощности были выше необходимых для фотодыхательного пути. Это означает, что у деревьев есть «буферный» запас прочности, позволяющий им расти даже в меняющихся условиях.

«Было действительно интересно обнаружить, что у этих растений есть такой запас безопасности, и он сохраняется во всех различных условиях окружающей среды», — сказал Люк Грегори, первый автор исследования.

Это хорошая новость: у деревьев есть встроенный механизм, который поможет им выжить, по крайней мере, в отношении фотодыхания.

Однако это лишь одна часть головоломки в понимании того, как фотодыхание реагирует на антропогенное изменение климата. Понимание способности растений к акклиматизации и адаптации критически важно, поскольку они обеспечивают человечество топливом, пищей и волокнами.