Японские деревья синхронизируют выброс аллергенной пыльцы на огромных расстояниях
Весной и летом аллергическим ринитом (сенной лихорадкой) страдает около 17% населения Японии (~20 млн человек). Основные деревья-аллергены — японский кедр и кипарис, занимающие более 7 млн гектаров. Их пыльца, распространяющаяся с февраля по май, вызывает симптомы от зуда в глазах до тяжёлых респираторных расстройств.
Эффективное управление симптомами зависит от своевременного и точного прогнозирования пыльцы. Известно, что у этих деревьев есть чередующиеся годовые циклы обильного (ON) и слабого (OFF) пыления, но механизм синхронизации выброса пыльцы по всей Японии оставался неясным из-за локальных и краткосрочных данных предыдущих исследований.
В работе, опубликованной 7 августа в Scientific Reports, учёные из Токийского университета сельского хозяйства и технологий (TUAT) впервые изучили эту синхронность в национальном масштабе. Они использовали 15-летние общедоступные данные системы наблюдения за пыльцой «Ханако-сан» (120 точек по всей Японии), применив междисциплинарный подход на стыке нелинейной физики, экологии и наук об окружающей среде.
Ключевые результаты:
- Использован новый метод анализа «в фазе и вне фазы» вместо традиционных корреляционных подходов.
- Синхронизация внутри и между регионами была сильной в восточных районах (Хоккайдо, Канто), но значительно слабее — в западных.
- В 2009–2010 гг. все 120 точек вели себя идеально синхронно, несмотря на расстояния свыше 1600 км.
- В 2015–2016 гг. наблюдалась почти полная десинхронизация.
Причины и перспективы:
Причина региональных различий пока не установлена. Ведущий автор Акира Исибаси предполагает возможную связь с корреляциями изменчивости окружающей среды в местах произрастания деревьев (эффект Морана).
Полученные данные и предложенная методика с «матрицей синфазности» будут полезны для:
- Улучшения численного прогнозирования количества пыльцы, что критически важно для врачей и пациентов.
- Количественного анализа других общенациональных экологических изменений в Японии.