Τα δέντρα στο τροπικό δάσος έχουν αυξημένες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της νύχτας και οι νέες έρευνες δείχνουν ότι μπορεί να σημαίνει και αυξημένη ανάπτυξη. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του Smithsonian Tropical Research Institute
Καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται, ορισμένα τμήματα ζεσταίνονται ταχύτερα από άλλα και είναι εκεί που οι ερευνητές βρίσκουν ενδείξεις για την αλλαγή του κλίματος που μπορεί να αλλάξουν την κατανόησή μας για την ανάπτυξη των φυτών εν γένει.
Ενώ οι μέσες παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται σε περίπου 0, 2 βαθμούς Κελσίου ανά δεκαετία από το 1975, οι τροπικές περιοχές θερμαίνονται ελαφρώς ταχύτερα, με ρυθμό 0, 26 βαθμών ανά δεκαετία. Και στον τροπικό Παναμά το βράδυ, τα πράγματα γίνονται ακόμη πιο ζεστά. Οι ερευνητές Αλέξανδρος Cheesman και Klaus Winter βρήκαν αύξηση κατά 1, 5 βαθμούς στη μέση νυχτερινή θερμοκρασία τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες. Δοκιμάζοντας τι μπορεί να σημαίνει αυτό το άλμα για τα τροπικά φυτά, το ζευγάρι πήρε σύκα και φυτά δέντρου balsa και μέτρησε την ανάπτυξή τους σε μια σειρά αυξανόμενων νυκτερινών θερμοκρασιών. Αυτό που διαπίστωσε είναι αντίθετο με τη συνηθισμένη σοφία των κλιματικών αλλαγών: τα φυτά βάρυναν περισσότερο από το διπλάσιο βάρος με τα φυτά που φυλάσσονταν σε κανονικές συνθήκες.
Η παραδοσιακή σκέψη, λέει ο Cheesman, ο οποίος ολοκλήρωσε πρόσφατα την υποτροφία του στο Smithsonian Tropical Research Institute, λέει ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας τα φυτά υφίστανται φωτοσύνθεση, συλλέγουν άνθρακα και το βράδυ υποβάλλονται σε αναπνοή, χάνοντας άνθρακα. Η διαφορά μεταξύ των δύο ρυθμίζει την ανάπτυξη του φυτού. Οι θερμότερες θερμοκρασίες αυξάνουν την αναπνοή και έτσι μειώνουν την ανάπτυξη, σύμφωνα με το μοντέλο. Αλλά Cheesman λέει ότι η έρευνά του προκαλεί σοβαρά μια μάλλον απλοϊκή κατανόηση της αναπνοής.
"Δεν είναι απλώς απώλεια άνθρακα γιατί χάνοντας αυτόν τον άνθρακα κάνει όλα αυτά τα άλλα πράγματα: παράγει ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), παράγει μεταβολικούς προδρόμους που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων κυττάρων." για τους παραγωγικούς σκοπούς της αναπνοής, ο Cheesman και ο χειμώνας μπόρεσαν να αποδείξουν ότι οι αυξανόμενες θερμοκρασίες δεν αύξησαν την αναπνοή και επομένως επιβράδυναν την ανάπτυξη, όπως αναμενόταν, αλλά αύξησαν και τα δύο.
Χρησιμοποιώντας θαλάμους ελεγχόμενου περιβάλλοντος και ανοικτούς θαλάμους, το ζευγάρι εξέτασε την ανάπτυξη δύο νεοτροπικών ειδών δέντρων. Τα σπορόφυτα διατηρήθηκαν κάτω από σταθερές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας, ταιριάζοντας με εκείνες του κεντρικού Παναμά και εκτέθηκαν σε αυξημένες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της νύχτας από 22 μοίρες έως 31 βαθμούς Κελσίου ή 72 μοίρες έως 88 βαθμούς Φαρενάιτ.
Η τελευταία ομάδα παρουσίασε ρυθμούς ανάπτυξης διπλάσιο από εκείνους της πρώτης ομάδας. Ωστόσο, ο Cheesman πιστεύει ότι είναι πιθανό ότι τα δέντρα με επιταχυνόμενη ανάπτυξη θα σταματούσαν να αναπτύσσονται μόλις φθάσουν σε ένα ορισμένο μέγεθος, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα ήταν αναγκαστικά μεγαλύτερα δέντρα στο δάσος. "Έχετε φυτά που επιτυγχάνουν την ίδια συνολική ανάπτυξη, αλλά με ταχύτερο ρυθμό", εξηγεί ο Cheesman, "έτσι θα μπορούσε να είναι ότι ο κύκλος εργασιών των δασών γίνεται γρηγορότερος. "
"Έχουν γίνει πολλά από αυτά τα έργα που έγιναν σε αγροτικά συστήματα με πολυετή και ετήσια καλλιεργούμενα φυτά και παρόμοια πράγματα έχουν αποδειχθεί εκεί", λέει, "με δέντρα είναι απλώς θεμελιωδώς δυσκολότερο να εκτελέσετε ένα πείραμα για όλη τη γενιά, από το δενδρύλλιο μέχρι να παράγει τα ίδια τα σπορόφυτα. "
Παρ 'όλα αυτά, ο Cheesman πιστεύει ότι υπάρχει μια ισχυρή πιθανότητα αυξημένης αναπνοής που θα μπορούσε να σημαίνει μικρότερες γενιές, γεγονός που θα είχε πλήθος επιπτώσεων για τα οικολογικά συστήματα των φυτών.
Ο ταχύτερος ρυθμός μπορεί επίσης να σημαίνει μια ασθενέστερη εγκατάσταση. Ανεξάρτητα από τη μελέτη αυτή, ένας άλλος ερευνητής, Whitman Miller του Κέντρου Περιβαλλοντικών Ερευνών του Smithsonian στο Edgewater, Maryland, που συνεργάστηκε με την θαλάσσια βλάστηση, διαπίστωσε ότι το αυξημένο CO2 οδήγησε σε ταχύτερη ανάπτυξη (καλό), αλλά συνοδευτικές μειώσεις στις προστατευτικές χημικές ενώσεις ). "
Ο Cheesman λέει ότι το εύρημα ευθυγραμμίζεται με τη δική του εμπειρία που μελετάει τροπικά είδη.
«Βλέπουμε κάτι παρόμοιο στα φυτά», λέει. "Η αύξηση της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της νύχτας μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένο ύψος βλαστών και αύξηση του μήκους του εσωτερικού χώρου μεταξύ των φύλλων και έτσι έχει συνέπειες για πράγματα όπως η δομική ακεραιότητα και ενδεχομένως η κίνηση του νερού στα ώριμα δέντρα." Οι ασθενέστερες δομές μπορεί να κάνουν τα φυτά πιο ευαίσθητα σε παράσιτα ή μύκητες, κάτι που ο Miller σημειώνει επίσης στο έργο του.
Αν και πιστεύει ότι το έγγραφό του υποδηλώνει την αναγκαιότητα επανεξέτασης των μοντέλων ανάπτυξης με γνώμονα τη φωτοσύνθεση, ο Cheesman αναγνωρίζει τους περιορισμούς της μελέτης και τα πολλά άγνωστα στοιχεία.
"Υπάρχουν πολύ σημαντικές προειδοποιήσεις, καθώς οι αυξανόμενες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της νύχτας θα οδηγήσουν σε πολύ διαφορετικά πρότυπα κατακρημνίσεων και διαθεσιμότητα νερού που μπορεί να έχουν πολύ βαθιές επιπτώσεις στην ίδια την ανάπτυξη των δένδρων", λέει, επικαλούμενη μια τέτοια εξαιρετική ερώτηση. "Έχετε μια άμεση επίδραση της θερμοκρασίας και έπειτα πολλές έμμεσες επιρροές σε όλα τα άλλα πράγματα."
Ελπίζει ότι η μελλοντική του έρευνα μπορεί να επεκτείνει αυτό που ξεκίνησε με τον Winter. "Ενδιαφέρομαι για το πώς η θερμοκρασία αλληλεπιδρά με άλλες διεργασίες, έτσι όχι μόνο για τη φωτοσύνθεση και την αναπνοή, αλλά για πράγματα όπως η μερισταμική δραστηριότητα, η ανάπτυξη φύλλων, όλες αυτές οι διαδικασίες και πώς όλοι συνδέονται μαζί σε μια ολοκληρωμένη απάντηση στη θερμοκρασία".
