Изменение климата угрожает тропическим растениям
Тропические растения, расположенные ближе к экватору, подвергаются наибольшему риску из-за изменения климата. Исследователи из UNSW выяснили, что в течение следующих 50 лет во многих регионах станет слишком жарко для прорастания семян многих видов.
Исследование проанализировало почти 10 000 записей для более чем 1300 видов из глобальной базы данных по прорастанию семян Kew Gardens.
Эта работа, недавно опубликованная в журнале Global Ecology and Biogeography, стала первой, которая рассмотрела общую картину влияния изменения климата на такое большое количество видов растений по всему миру.
Ведущий автор Алекс Сентинелла, аспирант UNSW, отметил, что предыдущие исследования обнаружили, что виды животных, обитающие ближе к экватору, будут более уязвимы к изменению климата.
«Считалось, что поскольку тропические виды происходят из стабильного климата, где всегда тепло, они могут справляться лишь с узким диапазоном температур, тогда как виды из более высоких широт могут выдерживать больший диапазон, потому что происходят из мест, где погода сильно меняется», — сказал г-н Сентинелла.
«Однако эта идея никогда не проверялась для растений. Поскольку изменение климата — глобальная проблема, мы хотели понять эти закономерности в мировом масштабе».
Семена как ключевой индикатор выживания
Исследователи изучили данные о прорастании семян из хранилища данных Millennium Seed Bank Partnership, размещенного в Kew Royal Botanic Gardens в Лондоне, чтобы количественно оценить глобальные закономерности температур прорастания.
Они проанализировали 9737 записей для 1312 видов растений со всех континентов, кроме Антарктиды, исключив сельскохозяйственные культуры.
Исследователи выбрали данные по семенам, потому что они широко доступны и напрямую связаны со способностью вида справляться с разными температурами.
«Семена можно быстро исследовать, о них много исследований, и, что важно, прорастание напрямую связано с тем, как вид будет выживать, потому что если семя не прорастет, растение не будет жить», — пояснил Сентинелла.
Ученые также изучили климатические данные для тех же мест, где были собраны образцы растений. Они рассмотрели текущую температуру (среднюю температуру трех самых теплых месяцев с 1970 по 2000 год) и прогнозируемую температуру на 2070 год, а затем сравнили их.
Тропические растения достигнут или превысят температурные пределы
Исследование показало, что тропические растения не имеют более узкого температурного диапазона, но они подвергаются большему риску из-за глобального потепления, потому что оно приблизит их к максимальным температурам прорастания их семян.
В среднем, чем ближе растение к экватору, тем выше риск, что к 2070 году температура превысит его верхний предел.
«Эти растения могут быть более уязвимы, потому что они находятся около своих верхних пределов. Даже небольшое повышение температуры из-за изменения климата может подтолкнуть их за грань», — сказал Сентинелла.
«Цифры довольно шокирующие: по нашим прогнозам, к 2070 году более 20% тропических видов растений столкнутся с температурами выше своего верхнего предела, что означает, что они не смогут прорасти и, следовательно, выжить».
Более половины тропических видов, как ожидается, будут испытывать температуры, превышающие их оптимальные для прорастания.
«Это еще хуже, потому что если эти растения и смогут выжить, то со сниженной скоростью прорастания, а значит, будут менее успешными. Если скорость прорастания семян составляет 100% при оптимальной температуре, то при более высокой температуре она может упасть до 50 или 60%», — пояснил исследователь.
Самым неожиданным открытием стало то, что гипотеза, часто используемая для животных — о том, что виды у экватора будут хуже переносить изменение климата из-за более узкого температурного диапазона — не подтвердилась для растений.
«Мы обнаружили, что независимо от широты виды растений могут прорастать примерно в одном и том же диапазоне температур, что не согласуется с исследованиями животных».
Также было установлено, что 95% видов растений на широтах выше 45 градусов, вероятно, выиграют от потепления, поскольку ожидается, что температуры окружающей среды приблизятся к оптимальным для прорастания этих видов.
Результаты помогут в планировании природоохранных мероприятий
Некоторые растения могут медленно эволюционировать, приспосабливаясь к повышению температуры, но предсказать, какие именно выживут, сложно.
«Проблема в быстром изменении прогнозируемых температур: некоторые виды не смогут адаптироваться достаточно быстро», — сказал Сентинелла.
«Иногда растения могут мигрировать, начиная расти дальше от экватора или выше по склону горы, где прохладнее. Но если вид не может этого сделать, он вымрет. В мире почти 400 000 видов растений, поэтому можно ожидать, что некоторые из них не смогут прорасти в период до 2070 года».
Находки исследователей могут помочь сохранить виды растений, находящиеся под угрозой из-за изменения климата.
«В идеале мы должны сохранять все экосистемы, но финансирования на это просто нет. Поэтому наши выводы могут помочь природоохранным усилиям направить ресурсы в более уязвимые районы», — сказал Сентинелла.
«Мы также надеемся, что наши результаты укрепят глобальный корпус исследований о рисках изменения климата. Люди знают об опасностях изменения климата десятилетиями, и у нас уже есть ответы, как с ним бороться. Надеюсь, наше исследование поможет побудить людей и политиков действовать сейчас».