Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Badania prowadzone przez dr Laurę Fernández de Uña przy wsparciu badaczy z Universitat Autonoma de Barcelona oraz centrum badawczego CREAF pokazują jednoznacznie, że podczas wzrostu, drzewa zyskują pewne strukturalne i funkcjonalne cechy, które pozwalają im skuteczniej przetrwać susze. W porównaniu do swoich mniejszych odpowiedników, wyżej sięgającym drzewom w mniejszym stopniu grozi powstanie zatoru w ich układzie krążenia albo wyschnięcie z powodu niedoboru wartości odżywczych. Podobne cechy wykazują drzewa wielu różnych gatunków.

Wraz ze wzrostem drzewa uczą się bardziej efektywnego użycia wody. Dla przykładu, w okresie niedoboru, sprawnie przekazują rezerwy wody z pnia do tak zwanego ksylemu, czyli tej części drzewa, które spełnia rolę „układu krążenia”. Ponadto, pnie większych drzew mają większe możliwości magazynowania żywności i wody. To zaś wpływa na rozrost korzeni, które mogą sięgać dalej i głębiej po ukryte zasoby wody. Te cechy są kluczowe dla przetrwania w czasie epizodycznych suszy.

– W naszych badaniach nie próbowaliśmy porównywać różnych gatunków drzew, tylko skupiliśmy się na tym, jak drzewa danego gatunku wraz ze wzrostem przystosowują się funkcjonalnie i strukturalnie do trudnych warunków suszy i jaka jest zależność wysokości drzewa od jego podatności na suszę – wyjaśnia Fernández de Uña.

Praca nie polegała na nowych obserwacjach, ale na zebraniu informacji o wynikach wcześniejszych badań. W przeglądzie wzięto pod uwagę wyniki 125 różnych badań, z których ponad 90 dotyczyło wysokości drzew i wynikających z tego cech. W badaniach określono 25 różnych cech strukturalnych i funkcjonalnych drzew, które mogą mieć znaczenie dla problematyki suszy. Większość badań dotyczyło lasów strefy umiarkowanej, więc wyniki są najbardziej reprezentatywne właśnie dla tych ekosystemów.

Śmierć z pragnienia lub głodu

Może być kilka przyczyn, z powodu których podczas suszy liście drzew brązowieją i opadają, stawiając swoich właścicieli w bardzo niebezpiecznym położeniu. Woda może po prostu nie docierać do wyżej położonych gałęzi, co poważnie zakłóca całą cyrkulację. Dzieje się tak, gdy liście odparowują więcej wody niż dostarcza się im z korzeni rosnących w suchej, zmarnowanej suszą glebie. Taka sytuacja prowadzi do zwiększenia ciśnienia wody w układzie krążenia drzewa, a to może wywołać zator, mniej więcej tak jak ma to miejsce u ludzi. Zatory określane są przez badaczy jako „awarie hydrauliczne” drzewa i często prowadzą do jego obumarcia.

Drzewu może też zaszkodzić sytuacja przeciwna – kiedy wraz ze wzrostem temperatury liście zamykają swoje aparaty szparkowe, żeby nie tracić wody z powodu parowania. Bez użycia wody, liście nie są jednak w stanie przeprowadzić procesu fotosyntezy i drzewo, po wyczerpaniu zmagazynowanych zasobów, zaczyna umierać z głodu. Większe drzewa, mające większe zasoby węgla, są w stanie dłużej przetrwać taką sytuację.

Wsparcie ekosystemu leśnego

Najwyższe drzewa to też kluczowy element każdego lasu. Dostarczają żywności, dają cień i schronienie dla leśnych gatunków zwierząt i innych roślin. Przechowują także ogromne ilości węgla i w kryzysowych sytuacjach mogą podzielić się swoimi zasobami odżywczymi, w ten sposób podtrzymując wodny cykl życia lasu, poprzez swoje korzenie i parujące wodą liście.

Wysokie drzewa są więc dla ekosystemu leśnego nie do zastąpienia. Musimy więc pamiętać, że nie rosną one z dnia na dzień. Ich ścięcie – przestrzegają autorzy badań – prowadzi do zachwiania równowagi i zmniejszenia odporności ekosystemu na suszę nawet na wiele lat.

Badania: Laura Fernández‐de‐Uña et al, The role of height‐driven constraints and compensations on tree vulnerability to drought, New Phytologist (2023). DOI: 10.1111/nph.19130

Opracowano na podstawie artykułu Analysis of how taller trees cope with droughts opublikowanego na stronie internetowej Univeristat Autonoma de Barcelona.