Μπορείτε να ακούσετε ένα δέντρο να πεθαίνει.
Όχι, δεν ουρλιάζει από τον πόνο, καθώς ένας ξυλεπένδυος με επένδυση σε denim χαράζει με χαρά τον κορμό του. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια των όλο και συχνότερων περιόδων ακραίας ξηρασίας και θερμότητας, η αργή αποξήρανση ενός δέντρου γίνεται ακουστική μέσω ενός μικροφώνου που πιέζεται στον κορμό του.
"Ακούγεται λίγο όπως το popcorn popping-λίγο ρωγμές και σκάει", λέει ο William Anderegg, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Princeton.
Η διαδικασία που οδηγεί στον θόρυβο είναι ένας από τους πολλούς που οι επιστήμονες μελετούν για να κατανοήσουν καλύτερα πώς αντιδρούν τα δέντρα στην ξηρασία και τη ζέστη. Με την απώλεια εκατομμυρίων δέντρων καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες συνεχίζουν την ανοδική πορεία τους, οι πληροφορίες αυτές θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να προβλέψουν με μεγαλύτερη ακρίβεια ποια δέντρα κινδυνεύουν περισσότερο, οδηγώντας σε βελτιωμένα κλιματολογικά μοντέλα καθώς και καλύτερη διαχείριση των δασών κατά τις περιόδους ξηρασίας.
"Μόνο τις τελευταίες δεκαετίες, ξεκινήσαμε να βλέπουμε πολύ περισσότερα από αυτά τα διαδεδομένα γεγονότα θνησιμότητας που οφείλονται στην ξηρασία", λέει ο Anderegg. "Αυτό έχει προκαλέσει πολύ μεγαλύτερη ανησυχία από τους επιστήμονες για να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει".
Έτσι τι κάνει τα snaps και τα σκάει; Οι ήχοι είναι το αποτέλεσμα μιας αποτυχίας στο ξύλο του φυτού, οι δέσμες σωλήνων που αντλούν νερό και θρεπτικά συστατικά από τις ρίζες στα άκρα, παρόμοια με το πώς οι αρτηρίες αναπληρώνουν το ανθρώπινο σώμα με οξυγονωμένο αίμα.
Όταν είναι ξηρό, τα δέντρα πρέπει να πιουν πιο σκληρά για να αντλήσουν νερό από το έδαφος. Και αν η τάση μέσα σε αυτούς τους σωλήνες φτάσει σε ένα συγκεκριμένο σημείο, οι πλευρές αφήνουν τη θέση τους, επιτρέποντας σε μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα.
Τι μικροσκόπια των επιστημόνων συλλέγουν οι φυσαλίδες αέρα "αναπτύσσονται βίαια" καθώς εισέρχονται στα κύτταρα, λέει ο Anderegg.
Όπως μια ανθρώπινη καρδιακή προσβολή, αυτές οι φυσαλίδες αέρα μπλοκάρουν τη δύναμη της ζωής του φυτού από το να εξαπλωθεί στα στεγνά του μέλη. Ο αποκλεισμός όμως μιας ενιαίας φλέβας δεν είναι ένα σφύριγμα για το δέντρο, εξηγεί ο Louis Santiago, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στο Riverside και στο Tropical Research Institute του Smithsonian.
«Όπως ακριβώς έχουμε πολλές φλέβες και αρτηρίες, τα φυτά έχουν πολλά αγγεία», λέει. "Έτσι, αν λίγα cavitate κάτω από την ξηρασία, αυτό πιθανώς δεν είναι μεγάλη υπόθεση. Αλλά αν πάνω από το μισό κοιλότητα ή περισσότερο, τότε θα μπορούσατε να κατευθυνθείτε κάτω από επικίνδυνους δρόμους. "
Ακούστε τους ραγισμένους ήχους των φυσαλίδων αέρα που διαπερνούν το ξυλομάχο ενός κόκκινου κέδρου, Juniperus virginiana . Πίστωση: Stefan Mayr, Πανεπιστήμιο του ΊνσμπρουκΟ εμβολισμός θεωρείται μία από τις κύριες αιτίες θανάτου δέντρων σε ξηρές συνθήκες. Αλλά τα φυτά έχουν μια ποικιλία προσαρμογών για να τους εμποδίσουν να φτάσουν εκείνη την κρίσιμη ζώνη, λέει ο Σαντιάγο. Αυτές οι μικρές προσαρμογές είναι αυτό που οι επιστήμονες προσπαθούν ακόμα να πειράξουν για να καθορίσουν γιατί μερικά δέντρα αντιμετωπίζουν την ξηρασία καλύτερα από άλλα.
Για να εξετάσουμε μια συνολική εικόνα αυτών των προσαρμογών, ο Anderegg και οι συνάδελφοί του συνέταξαν στοιχεία για τη θνησιμότητα των δένδρων από 33 μελέτες ξηρασίας ανά τον κόσμο και εξέτασαν 10 φυσιολογικές ιδιότητες των προσβεβλημένων δέντρων. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, δείχνει πως ο τρόπος διαχείρισης των υδάτων είναι ένας παράγοντας που δείχνει τα ποσοστά επιβίωσης.
Μέρος αυτού, βράζει μέχρι την ωμή δύναμη των σωλήνων του δέντρου. Ορισμένα δέντρα, όπως το λιοντάρι της Γιούτα, έχουν πολύ πιο σκληρό ξύλο και μπορούν να αντέξουν περισσότερες εσωτερικές εντάσεις από άλλες.
Ο άλλος σημαντικός παράγοντας είναι πώς τα δένδρα εξισορροπούν τη φωτοσύνθεση - παίρνοντας το διοξείδιο του άνθρακα για να παράγουν ζάχαρη - με το ποτό. Ενώ τα δέντρα αναπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, το νερό εξατμίζεται μέσα από τους πόρους στα φύλλα τους, που ονομάζονται stomata. Όταν το νερό στεγνώνει, τα δέντρα κλείνουν τους πόρους τους για να αποτρέψουν την απώλεια νερού. Τα "προσεκτικά" δέντρα που κλείνουν τα stomata τους ταχύτερα μετά την εμφάνιση των εμβολίων τείνουν να βελτιώνονται στην ξηρασία, λέει ο Anderegg.
Οι προβλέψιμες δυνάμεις για αυτούς τους παράγοντες είναι μέτριες, αλλά αυτό δεν είναι απαραιτήτως αναπάντεχο, λαμβάνοντας υπόψη την ποικιλία των δέντρων και την ποικιλία των περιβαλλόντων που μελετά η ομάδα. "Η οικολογία είναι ένας θορυβώδης κόσμος - συμβαίνουν πολλά πράγματα", λέει ο Anderegg. Ο ανταγωνισμός για το νερό, τον τύπο του εδάφους ή ακόμα και τα χαρακτηριστικά της ξηρασίας μπορεί να μολύνει τα νερά.
Υπάρχουν επίσης πολλοί άλλοι δυνητικά σημαντικοί παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την επιβίωση των δέντρων σε τοπική κλίμακα, όπως το βάθος των ριζών. Οι μεγάλες ρίζες, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να απολαύσουν τα αποθέματα βαθέων υδάτων που παραμένουν μακριά από τις ρίζες τους.
Τα δέντρα μπορούν επίσης να αντιμετωπίσουν τις ξηρότερες συνθήκες αναπτύσσοντας πράσινα στελέχη, λέει ο Σαντιάγο. Τα φυτά συχνά χάνουν τα φύλλα τους όταν στεγνώσουν, σταματώντας τη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη. Αλλά με ένα πράσινο στέλεχος, μπορούν να συνεχίσουν τη φωτοσύνθεση ακόμη και χωρίς φύλλα. Ανθισμένα δέντρα στο γένος Parkinsonia, που πηγαίνει από την κοινή ονομασία palo verde ή "πράσινα στελέχη" στα ισπανικά, είναι γνωστό ότι έχουν εξελιχθεί σε αυτό το είδος προσαρμογής.
Η δυνατότητα πρόβλεψης της παγκόσμιας θνησιμότητας των δένδρων με ακρίβεια είναι εξαιρετικά σημαντική για τα κλιματικά μοντέλα. Τα δέντρα λειτουργούν σαν φίλτρα αέρα, αντλώντας περίπου το ένα τέταρτο των ανθρώπων που διοχετεύουν διοξείδιο του άνθρακα στον ουρανό, αποθηκεύοντας αυτόν τον άνθρακα σε παχιά κορμούς και πλούσιο φύλλωμα.
Αλλά τα δέντρα έχουν πρόβλημα. Το 2015 ήταν το πιο καυτό έτος σε έναν αιώνα - τον 39ο συνεχή χρόνο των ασυνήθιστα θερμών θερμοκρασιών. Τα τελευταία χρόνια, οι ξηρασίες έπληξαν τμήματα της Αυστραλίας, της Ινδίας, της Ευρώπης, των Ηνωμένων Πολιτειών και αλλού και αναμένεται να γίνουν πιο συχνές και σοβαρές.
Σύμφωνα με έρευνες της US Forest Service, σχεδόν 12, 5 εκατομμύρια δέντρα στην Καλιφόρνια πέθαναν από την ξηρασία το 2014. Αυτές οι απώλειες είναι ένα χτύπημα για τον πλανήτη, επειδή όταν πεθάνουν τα δέντρα, ο αποθηκευμένος άνθρακας διαφεύγει στην ατμόσφαιρα. Η απελευθέρωση διαιωνίζει τα προβλήματά μας με τα αέρια του θερμοκηπίου, προκαλώντας περισσότερες ξηρασίες και περισσότερους θανάτους δέντρων, συνεχίζοντας τον θανατηφόρο κύκλο.
