Перестройка в цветнике

Глобальное потепление привело к тому, что весна наступает раньше, а периоды цветения и созревания растений сместились. Причём, предупреждают американские экологи, в разные стороны, что в будущем приведёт к коренной перестройке всей экосистемы Земли.

Каждый садовник знает: разные растения цветут в разное время. Изучающие растительные сообщества в естественной среде обитания биологи называют такое свойство взаимодополняемостью (комплементарностью). Оно позволяет сосуществовать многим разновидностям бок о бок, так как наложения во временном промежутке, когда растениям приходится конкурировать за ограниченные ресурсы, сильно сокращаются.

Согласно данным, представленным на сайте Proceedings of the National Academy of Sciences, глобальное потепление может нарушить сложившийся хрупкий баланс.

Исследование провели экологи Стэнфорда во главе с Эльзой Клеланд (сегодня она работает в Национальном центре экологического анализа и синтеза в Санта-Барбаре).

«В дикой природе представители флоры эволюционировали так, чтобы точно соответствовать тому или иному сезону, – поясняет Эльза. – Выбор времени для активности растения определяет все, и любые изменения чреваты эффектом домино». Иными словами, сбой ритмов грозит и животным, которые полагаются в своем размножении или миграциях на развитие того или иного специфического вида растений.

Исследование проводилось в рамках проекта Jasper Ridge Global Change Experiment, запущенного в 1998 году и призванного выяснить, как экосистема типичного калифорнийского поля может реагировать на глобальные климатические перемены. Эксперимент поставили в биологическом резервате Джаспера Риджа, на площади в 4,8 км.

Для него смоделировали, основываясь на прогнозах экспертов-климатологов, условия, которые, вероятно, возникнут в течение ближайших 100 лет: количество атмосферного углекислого газа и осадков удвоится, средняя годовая температура повысится на 16 градусов Цельсия, а осаждение азота как побочного продукта сгорания допотопных видов топлива возрастет.

Каждый из 4 параметров – осадки, температура, уровень углекислого газа и азота – проверялся как по отдельности, так и в комбинации друг с другом. На контрольных участках событиям предоставили идти своим чередом. Для большей точности каждый из 16 возможных сценариев повторялся 8 раз между 1999 и 2003 годами.

«На сегодняшний день в период сельскохозяйственных работ злаковые травы зацветают раньше полевых цветов, – рассказывает Клеланд. – Но, когда мы увеличили концентрацию углекислого газа с прицелом на условия будущего, они стали цвести одновременно».

В последние десятилетия ученые отмечали ускорение в весеннюю пору деятельности, связанной с циклом развития многих растений и животных. Предполагалось, что таков был ответ природы на глобальное потепление.

Эксперимент подтвердил, что нагревание Земли заставляет все весенние разновидности зацветать раньше.

Однако, к удивлению исследователей, реакция на увеличение углекислого газа и азота оказалась неодинаковой. Полевые цветы реагировали на такие изменения ускоренным зацветанием, а злаковые травы – замедленным. Как следствие, время их цветения совпало.

Последствия могут быть довольно существенны, считает соавтор исследования Гарольд Муни. Чем больше видов растений совпадут в своем «графике», тем больше вероятность сокращения местного растительного разнообразия, которое отрицательно скажется на численности зависящих от них животных.

По словам Муни, спутниковые изображения в последние годы также показывают, что некоторые регионы «зеленеют» весной раньше положенного. Данные стэнфордского исследования коррелируют со съемками из космоса: растения зацветают как раз в пики «зеленения», если злаковники подвергнуть нагреванию.

Однако рост растения можно отсрочить повышением уровня углекислого газа, чем, по-видимому, и объясняется тот факт, что злаковые травы – а они составляют большинство в растительном мире исследованной экосистемы – расцветают позже.

«Если сельскохозяйственный сезон не увеличится, замедленный рост растений под влиянием увеличивающейся концентрации углекислого газа может уменьшить производительность экосистемы в целом», – заключает Клеланд. Соответственно, нагревание вследствие глобального потепления само по себе является лишь одним из аспектов проблемы.

Как показали предыдущие исследования, хуже всего глобальное потепление отражается на кораллах. Их колонии оказались охвачены эпидемией так называемой белой чумы – устоявшегося названия болезни пока не существует. Нагревание вредит и лягушкам: повышение ночных температур в тропиках уже поставило на грань вымирания треть видов амфибий.

Человечеству потепление грозит не только всевозможными катаклизмами – засухами и наводнениями, но и быстрым распространением опасных вирусов. Хорошо себя чувствовать в новом мире будут только дрозофилы – плодовые мушки. Хотя их геномы показывают недвусмысленные признаки реакции на климатические изменения, мушки успевают к ним приспособиться.