Похожие статьи
Живые изгороди в середине февраля традиционно могли казаться белыми от снега; в этом году белизна была вызвана цветением терновника — предвестника весны. Хотя раннее цветение является приятным признаком после влажной и мрачной зимы, оно вызывает беспокойство у опытных наблюдателей за сезоном. Интересно, это растение всегда цвело в середине февраля, или что-то меняется?
К счастью, наука о регистрации и понимании сезонных явлений, фенология, имеет в Британии долгую историю. Роберт Маршам, натуралист 18 века, вел записи о появлении цветов, птиц и насекомых в своей деревне в Норфолке еще в 1736 году. Потомки Маршама продолжали запись до 1958 года. Фонд Woodland Trust поддерживает традицию с помощью Календаря природы, схемы, в рамках которой представителям общественности предлагается записывать различные сезонные события.
Подробный анализ почти полумиллиона записей о растениях, проведенный учеными в 2022 году, показал, что при учете всех видов вместе среднее время цветения в Великобритании увеличилось на месяц за последние 40 лет. Между видами были различия. Боярышник, обычное растение для живой изгороди, обычно зацветает на 13 дней раньше, чем в начале 1980-х, в то время как цветки конского каштана появляются на десять дней раньше.
С 1980-х годов климат быстро потеплел. Благодаря более раннему цветению растения осознают, что зимы становятся короче и мягче. Они чувствуют, что дни становятся теплее, и изменяют свое весеннее развитие подобно тому, как люди ощущают тепло на своей коже и поэтому выходят на улицу с меньшим количеством слоев одежды. Точные механизмы обнаружения этих сигналов различаются у растений и животных, но и те, и другие реагируют на изменение климата.
Растения улавливают сокращение осенних дней с помощью пигмента под названием фитохром, который особенно чувствителен к длинам волн в красной области электромагнитного спектра. Более длинные осенние ночи изменяют качество этого красного света. В то время как этот едва уловимый сдвиг ускользает от человека (наши глаза нечувствительны к этой части спектра), растение может обнаружить этот переход и начать меняться.
Точно так же, как осень может вызвать падение уровня гормона серотонина в нашей крови, растение, почувствовавшее приближение зимы, увеличит выработку гормона, называемого абсцизовой кислотой. Это имеет множество последствий. У лиственных деревьев ветки перестают расти и развиваются крепкие зимние почки, способные пережить мороз и снег, а листья опадают.
Рост весной определяется аналогичными факторами продолжительности светового дня и температуры, но температура обычно играет более важную роль. Если бы растения обращали внимание только на свет, они рисковали бы начать рост, когда все еще существует угроза смертельных заморозков, или пропустить хорошее время для роста в теплые дни ранней весны. Определение температуры определяет, когда появляются весенние цветы. Вот почему глобальное потепление проявляется в более раннем появлении этих цветов.
До конца не понятно, как растения определяют температуру. Отчасти это может быть связано с тем, что гормон, замедляющий рост, в их клетках разрушается, когда температура воздуха опускается ниже определенной, что, в свою очередь, способствует повышению уровня гормона роста.
В то время как у людей в коже есть нервы, определяющие температуру, растения, вероятно, полагаются на пигменты, хотя механизм до конца не изучен. Тепло является частью того же электромагнитного спектра, к которому чувствителен фитохром, поэтому, возможно, этот пигмент задействован. Какие бы механизмы ни отвечали за инициирование роста, температура также определяет скорость роста растений.
Насекомые-опылители, такие как пчелы, должны синхронизировать свои жизненные циклы, чтобы они были на взлете, когда появляются соцветия, которыми они питаются. Сроки их выхода из зимы также определяются воздействием температуры и продолжительности дня и опосредуются гормонами.
Эволюция, воздействующая на многие поколения опылителей, установила тесную связь между появлением цветов и действиями их опылителей. Если появление цветов и опылителей не синхронизировано, у насекомых нет нектара, а растения не оплодотворены.
Аналогичная связь существует между появлением листьев и травоядными насекомыми, которые питаются ими. Быстрота изменения климата и небольшие различия в том, как реагируют две группы, рискуют нарушить эту синхронность с серьезными последствиями для обеих сторон.
Большое исследование немецких ученых, изучавших, когда появились цветы и их опылители в период с 1980 по 2020 год, выявило сложную картину. Оба отреагировали на изменение климата более ранним цветением и внешним видом, но растения претерпели большие изменения.
Были различия между группами насекомых, пчелы и бабочки перемещались синхронно с растениями, но этого не наблюдалось у журчалок. Также были различия между видами этих насекомых.
Даже когда растения и зависящие от них насекомые синхронно меняют время года, следующая стадия пищевой цепи может быть не такой гибкой. Гусеница дубовой моли питается дубовыми листьями. Это, в свою очередь, основная пища птенцов таких птиц, как синички и мухоловки-пеструшки текст ссылки. Птенцы вылупились примерно в одно и то же время, в то время как дубовые листья и гусеницы появились раньше и пока остаются синхронными. Но как долго?
Цветение терновника остается долгожданным избавлением от зимы и признаком того, что весна уже в пути. Но они также являются признаком изменения климата: разворачивающийся эксперимент по определению времени и синхронности растений и животных — и сложных пищевых цепочек, частью которых они являются.
Статья опубликована в The Conversation.
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
