Раннее цветение: как данные гражданской науки помогли изучить несезонное цветение деревьев Джошуа

В ноябре 2019 года посетители национального парка Джошуа-Три в Калифорнии увидели необычное зрелище. Деревья Джошуа (Yucca brevifolia) и близкородственные им юкки Мохаве (Yucca schidigera), которые обычно остаются репродуктивно спящими до поздней весны, были в полном цвету в самом конце осени.

В новом исследовании учёные из Флоридского музея естественной истории использовали данные гражданской науки, чтобы определить причину аномального цветения и спрогнозировать, когда подобные события могут повториться.

По мере того как изменение климата меняет погодные и экологические условия, растения реагируют, производя листья и цветы раньше в году, сбрасывая их позже и смещая свои ареалы. Мониторинг и понимание этих крупномасштабных процессов похоже на измерение пульса планеты.

Использование данных iNaturalist

О том, какие именно условия окружающей среды запускают цветение у этих растений, известно мало. Однако с появлением платформ гражданской науки, таких как iNaturalist, учёные получили неограниченный доступ к огромным массивам данных. Деревья Джошуа — одни из самых узнаваемых растений на юго-западе США, и их часто фотографируют. Цветы, в частности, привлекают особое внимание.

Исследователи изучили более 3000 фотографий деревьев Джошуа и юкк Мохаве, сделанных в период с 2009 по 2020 год, отмечая, было ли растение в цвету и когда. Совместив GPS-координаты каждой фотографии с данными долгосрочного мониторинга окружающей среды, они оценили, какие условия наиболее тесно связаны со временем цветения.

Сложный набор триггеров

Результаты показали, что не существует единого сигнала, предвещающего цветение. Вместо этого время цветения, по-видимому, тонко настроено на сложное взаимодействие температуры, количества осадков и продолжительности светового дня. Оба вида цвели в прохладных, влажных условиях в начале года с разницей в несколько недель. Однако юкки Мохаве также наблюдались в цвету позднее в году, если у них был доступ к достаточному количеству воды.

Во время аномального цветения 2019 года местные жители предположили, что причиной стала крупная штормовая система, прошедшая через регион. Поскольку продолжительность светового дня осенью и весной одинакова, считалось, что растения были «обмануты» приходом несезонных дождей.

Однако даже сочетание всех трёх факторов не позволило точно предсказать, где именно произошло цветение. Это может означать, что развитие цветков у пустынных юкк регулируется более широким и тонким взаимодействием факторов, которые ещё предстоит раскрыть.

Угроза для взаимосвязи с молью

Это плохая новость для деревьев Джошуа, которые зависят от единственного вида ночной моли для опыления своих цветов. Мотыльки появляются из куколок каждую весну, откладывают яйца в цветы и переносят пыльцу. Выживание каждого вида почти полностью зависит от одновременной активности моли и цветов.

Одна из проблем таких аномальных цветений — могли ли условия, вызвавшие раннее цветение, также сигнализировать о появлении взрослых мотыльков юкки. Учёные считают, что нет. Это плохо для юкки, потому что её цветы не опыляются и не образуют плодов и семян для следующего поколения, и это определённо плохо для моли.

Будущее под угрозой

Учёные предупреждают, что деревья Джошуа, возможно, уже вступили на путь к вымиранию. Биологи отмечают меньшее количество молодых растений и гибель миллионов деревьев из-за засух и лесных пожаров. Если текущие темпы роста глобальной температуры сохранятся, к концу века деревья Джошуа могут исчезнуть с 90% своей нынешней территории.

С продолжающимся изменением климата такие несезонные цветения, как в 2019 году, могут перестать быть редкостью. Однако исследователи надеются, что подобные исследования заложат основу для будущих научных работ и политических решений, которые были бы невозможны без помощи энтузиастов, загружающих свои фотографии на платформы гражданской науки.