Будущее лесов в условиях изменения климата может зависеть от ветра
Новое исследование Калифорнийского университета в Беркли показывает, что способность лесов выживать и адаптироваться к климатическим изменениям может частично зависеть от глобальных ветровых течений.
Деревья не могут перемещаться, как животные. Их стратегия расселения — производство семян и пыльцы, которые разносятся ветром. Это помогает колонизировать новые территории и распространять гены.
Учёные сравнили глобальные модели ветров с опубликованными генетическими данными по 97 видам деревьев и кустарников из 1940 популяций по всему миру. Обнаружена значимая корреляция между скоростью/направлением ветра и генетическим разнообразием в лесах планеты. Впервые показано, что ветер может формировать генетическое разнообразие и направлять поток генетических вариантов в масштабах целых ландшафтов.
Понимание этого механизма критически важно, поскольку климатические изменения делают прежние места обитания непригодными. Растениям необходимо «перемещаться», чтобы следовать за сдвигами климатических условий, а это происходит за счёт редких перемещений семян и пыльцы.
Ветер — ключевой фактор, потому что, в отличие от животных-опылителей, он обладает сильной направленностью. Он может либо помогать генам двигаться в сторону более подходящего климата, либо препятствовать этому.
Как ветер формирует генетику лесов
Глобальные ветровые модели, определяемые формой Земли, её вращением и расположением континентов, стабильны в масштабе тысячелетий и вряд ли сильно изменятся из-за климатических сдвигов.
Анализ 30-летних глобальных данных о ветре и генетической информации выявил три ключевые закономерности:
- Популяции деревьев, связанные более сильными ветровыми потоками, генетически более сходны.
- Популяции, расположенные подветреннее (дальше по направлению ветра), обладают большим генетическим разнообразием.
- Генетические варианты чаще распространяются по направлению ветра.
Эти закономерности можно увидеть даже на примере одного вида. Например, дуб Quercus pacifica с Канальных островов (Калифорния), где преобладают юго-восточные ветры. Популяции на островах, связанных более сильными ветрами, генетически ближе друг к другу. Генетические варианты чаще перемещались на юг и восток, что привело к большему разнообразию в этих направлениях.
Понимание этих паттернов поможет экологам оценить, насколько быстро разные популяции деревьев смогут адаптироваться к потеплению, получая необходимые генетические варианты из других частей ареала вида. Это определяет их уязвимость или устойчивость.