Antarktidoje auga vos dvi vietinės žydinčių augalų rūšys, tačiau jos į klimato šiltėjimą reaguoja visiškai skirtingai. Eksperimentas parodė, kad viena jų šiltėjančiomis sąlygomis „lėtėja“, o kita – priešingai, sustiprėja.
Apie tai rašo „ZME Science“, remdamasis žurnale „Physiologia Plantarum“ publikuotu tyrimu. Mokslininkai daugiau nei dešimtmetį kas vasarą stebėjo Antarktidos plaukuotąją žolę (Deschampsia antarctica) ir antarktinę perlinę gubą (Colobanthus quitensis) King Džordžo saloje, netoli Antarktidos pusiasalio.
Ankstesni stebėjimai rodė, kad šios dvi rūšys, šylant Antarktidos pusiasaliui, sparčiai plečiasi: 1960–2009 metais abiejų arealas, kaip nurodoma, maždaug patrigubėjo. Vis dėlto vien tik plitimas nepasako, kaip augalai išties prisitaiko prie naujų sąlygų.
Tyrėjai pabrėžia, kad regione laukiami pokyčiai nebūtinai reiškia vien aukštesnę vidutinę temperatūrą. Prognozuojama, kad dažnės užšalimo–atitirpimo ciklai, kai temperatūra svyruoja apie 0 laipsnių ribą, o tai augalams gali būti ypač svarbu.
Kaip buvo imituojamas šiltėjimas
2012 metų gruodį netoli Lenkijos Henryko Arctowskio Antarktidos stoties buvo įrengtos šešiakampės atviros viršaus kameros (angl. open-top chambers), dažnai naudojamos lauko sąlygomis augalams šildyti. Jų sienelės sulaiko šilumą, o atvira viršutinė dalis leidžia patekti krituliams.
Per šešis augimo sezonus tokios kameros vidutinę paros oro temperatūrą padidindavo maždaug 1,5–3 laipsniais Celsijaus. Tačiau 2018–2019 metų vasarą užfiksuotas netikėtas efektas: dienomis kamerose buvo tik apie 1 laipsniu šilčiau, bet naktimis – apie 2 laipsniais šalčiau nei atvirose, greta esančiose augavietėse.
Dėl to augalai kamerose tą sezoną 309 valandas praleido žemiau nulio, kai tuo metu augalai už kamerų ribų – 32 valandas. Tai leidžia manyti, kad augalus veikė ne tik „šiluma“, bet ir didesni paros temperatūros svyravimai.
Skirtingos „vandens tiekimo sistemos“
Norėdami tiksliai įvertinti, kaip augalai reaguoja fiziologiškai, mokslininkai iškasė visus augalus iš kamerų vidaus ir kontrolinių plotų bei pernešė juos į laboratoriją maždaug už 1 kilometro nuo lauko vietos. Dėl stiprių vėjų subtilius matavimo prietaisus naudoti vietoje buvo sudėtinga, todėl tyrėjai stengėsi visus matavimus užbaigti per 24 valandas.
Buvo vertinama lapų hidraulinė laidumo geba – kiek lengvai vanduo juda lapais, taip pat fotosintezė ir lapų sandara iki vandens gyslų (indų) dydžio. Trumpai tariant, mokslininkai tikrino augalų „vamzdyną“, kuris tiesiogiai susijęs su augimu ir ištverme.
Rezultatai parodė ryškų skirtumą. Antarktidos plaukuotosios žolės lapai kamerose pernešė maždaug dviem trečdaliais mažiau vandens nei augusių atvirai, o fotosintezė sumažėjo maždaug trečdaliu; taip pat formavosi siauresni indai ir storesni lapai.
Tuo metu antarktinė perlinė guba reagavo priešingai: jos vandens tėkmė lapuose ir fotosintezė padidėjo maždaug 44 proc. Be to, šis augalas vystė platesnius indus ir elastingesnes ląsteles.
Kodėl vienam tai naudinga, o kitam – žalinga?
Viena galimų priežasčių – skirtinga augalų „forma“ ir apsauga nuo staigių temperatūros pokyčių. Perlinė guba auga tankia „pagalvėle“, kuri, kaip teigiama, gali slopinti greitus kasdienius temperatūros svyravimus ir geriau išlaikyti mikroklimatą prie pat augalo.
Plaukuotoji žolė yra laisvesnės struktūros ir tokios natūralios užuovėjos neturi, todėl gali būti labiau pažeidžiama pasikartojančių užšalimo–atitirpimo epizodų. Tyrėjai mano, kad žolės pokyčių vargu ar paaiškintų vien „oro burbulai“ induose po užšalimo, nes siauresni indai kaip tik mažiau linkę į tokį pažeidimą.
Vis dėlto pabrėžiama ir tyrimo ribos: kai kurie procesai, pavyzdžiui, galimas ankstyvesnis lapų senėjimas ar pokyčiai už indų ribų, tiesiogiai nebuvo matuojami. Kiti mokslininkai atkreipė dėmesį, kad svarbu vertinti ne tik vidutinį atšilimą, bet ir temperatūros svyravimus apie 0 laipsnių ribą.
Tyrėjų komanda tęsia darbus ir analizuoja augalus, kurie kamerose praleido jau 16 metų, taip pat tiria su augalais susijusius mikroorganizmus. Šis atvejis primena, kad net labai panašiose sąlygose skirtingos rūšys gali rinktis visiškai skirtingas prisitaikymo strategijas.
Leave a Reply