В СФУ выяснили почему кедр научился выживать в горах — Naked Science
9 минут
СФУ

В СФУ выяснили почему кедр научился выживать в горах

4.2

Ученые Сибирского федерального университета впервые изучили произрастающие на верхней границе леса в районе Западно-Саянского хребта хвойные леса, состоящие преимущественно из сосны кедровой и пихты сибирской. Выяснилось, что первая не только лучше выживает в условиях высокогорья, чем вторая, но и лучше адаптирована к глобальному потеплению.

В СФУ выяснили почему кедр научился выживать в горах / ©kupitkupel.ru

Ученым удалось доказать, что кедровая сосна (Pinus sibirica Du Tour), или, как ее чаще называют, сибирский кедр, лучше приспосабливается к условиям высокогорья – дерево научилось вырабатывать комплексную защиту от поджидающих на высоте опасностей (чрезмерной инсоляции, резких колебаний температуры). Пихта же (Abies sibirica L.), хотя тоже вид-«альпинист», очевидно проигрывает в этих показателях, и ее роль в движении горной лесной полосы к вершинам в условиях глобального потепления климата на данный момент гораздо меньше, чем у кедров-«первопроходцев». Основные результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Forests.

Ранее ученые СФУ провели ряд исследований, доказавших, что потепление климата, идущее на протяжении последних десятилетий и выражающееся в росте среднегодовых температур при сохранении прежнего уровня осадков, влияет как на видовой состав лесов, так и на продвижение деревьев в новые для них районы – например, горные системы юга Сибири. Очевиднее всего реагируют на изменения климата деревья, растущие на верхней границе с леса.

«Горные системы интересны тем, что в определенном смысле воспроизводят на более компактной территории те закономерности роста лесов, которые мы можем наблюдать в широтной поясности. То есть, «в высоту» состав лесов примерно такой же, как и «в ширину», только отследить это гораздо проще. Исследуя определенные участки горных лесных систем можно выяснить, как и за счет чего меняется состав лесов. Мы задались вопросом: какие стратегии демонстрируют два разных вида хвойных – кедр и пихта – живущие в общей среде обитания», – рассказала доцент кафедры экологии и природопользования СФУ Нина Пахарькова.

Кедр сибирский / ©Википедия

В ходе исследования пробы хвои были взяты на нескольких высотах (от 1413 до 1724 метров над уровнем моря). Во всех образцах измерили содержание хлорофилла a и b, каротиноидов, а также температуру игл и почвы.

«Мы предположили, что кедр и пихта будут по-разному сдвигать верхнюю границу леса в горах. И действительно, подрост кедра обнаружился на высоте от 1700 метров над уровнем моря и выше, а вот ни молодых, ни зрелых пихт мы там не нашли. Осталось понять, почему так происходит. В лабораторных условиях выяснилось, что у изученных видов наблюдаются серьезные изменения пигментного комплекса по мере увеличения высоты.

Пихта сибирская / ©Википедия

Уменьшение содержания хлорофиллов, увеличение каротиноидов в хвое с увеличением высоты над уровнем моря более выражены у кедра, чем у пихты. Проще говоря, сосна сибирская обладает большими запасами каротиноидов – пигментов, защищающих фотосинтетический аппарат от избытка света», – сообщила Нина Пахарькова.

Исследователь уточнила, что неблагоприятными условиями с точки зрения хвойных является резкое наступление плюсовой температуры и интенсивный солнечный свет ранней весной. В высокогорных областях эти факторы включаются раньше, чем деревья возобновляют тонко настроенный механизм фотосинтеза. Это напоминает резкое пробуждение человека во внеурочное для его организма время. Температура хвои как в облачную, так и в солнечную погоду выше у пихты (10,5 и 43,3° C), чем у сосны кедровой (3,8 и 24,2° C).

«Представьте, с чем приходится сталкиваться деревьям-«альпинистам»: воды в почве нет, поскольку снег еще не растаял, а солнце уже светит во всю силу. Дерево еще не пробудилось как следует, а его заставляют возобновить питание с помощью фотосинтеза, при котором хвоя неизбежно испаряет часть полученной влаги – а ведь как раз «напиться» пока совершенно неоткуда!

В таких стрессовых условиях кедр показал себя более засухоустойчивым и подходящим на роль первопроходца чем пихта – у нее механизмы защиты выражены слабее. Хвойные деревья, как и, например, люди, имеющие разный фототип (от светлокожих и рыжих до темноволосых и смуглых) адаптируются к экстремальным условиям, в частности, повышенным дозам солнечного света, совершенно по-разному», – подчеркнула ученый.

Соавторы статьи полагают, что верхняя граница лесов в Сибири будет интенсивно меняться в ближайшее время, и первопроходцем среди хвойных станет именно сосна кедровая, а вот пихта, возможно, потянется следом – сейчас она предпочитает селиться в затененных и влажных низинах.

«Есть в экологии понятия физиологический и экологический оптимум. Они не всегда совпадают. Физиологический – это идеальные условия проживания для определенного вида. А экологический – возможные (терпимые) условия с широкими границами. Растения занимают те ниши, где они в принципе могут (пусть и не очень хорошо) жить.

Вот проживание в горах для кедра и пихты – это как для нас с вами проживание в небольшой, но в целом годной квартире. Можно было бы и лучше, но и так – возможно. Конечно, высокогорные кедры будут ниже ростом, чем их равнинные собратья, их стволы и ветви – более искривленными. Но тем не менее – они все равно будут идти вверх, завоевывая новое жизненное пространство», – резюмировала Нина Пахарькова. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
СФУ
28 статей
Сибирский федеральный университет — высшее учебное заведение, расположенное в Красноярске. Первый в России федеральный университет. Крупный научно-исследовательский и образовательный центр в России. Крупнейший университет восточной части России.
Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

8 часов назад
5 минут
Денис Гордеев

Политолог Дэниэл Додни считает, что фундамент для будущих космических конфликтов закладывается на Земле уже сегодня.

10 часов назад
6 минут
Василий Парфенов

Практически любой фермер, развивая хозяйство, рано или поздно покупает трактор. Но для Китая это утверждение, похоже, уже не так верно. Все больше местных аграриев осваивают легкие БПЛА. Их используют для орошения полей пестицидами и удобрениями, что в десятки раз эффективнее ручного труда.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: