Источник: quantamagazine.org, Меган Уилкоксон.
Миллионы буковых деревьев по всей Европе каждый год, будто подчиняясь невидимому дирижеру, синхронизируют свою репродуктивную систему. В течение нескольких дней они производят все семена, необходимые им на год, а затем сбрасывают плоды на лесную подстилку, давая жизнь новому поколению и кормя экосистему.
Это явление, известное как "мастинг", характерно для многих видов деревьев, но европейские буки уникальны тем, что синхронизируют это поведение на континентальном уровне. От Англии до Швеции и Италии, через моря, часовые пояса и климатические зоны, эти деревья "знают", когда наступит время размножаться. Долгое время это было тайной, но теперь исследователи разгадали ее.
Небесный стартовый выстрел:
Группа экологов определила четкий сигнал, который они называют "небесным стартовым выстрелом", что вместе с теплой погодой запускает этот феномен. Их анализ данных о посевах в течение 60 лет показал, что европейские буковые деревья синхронизируют "мастинг" с летним солнцестоянием и пиком продолжительности дня.
Впервые ученые связали мастинг с длиной дня, но механизм восприятия этого явления деревом все еще неизвестен.
"Это впечатляет - найти такое резкое изменение через день после солнцестояния. Это не похоже на случайность", - говорит Джорджио Ваккьяно, лесной эколог из Миланского университета, который не участвовал в исследовании.
Дальнейшие исследования могут пролить свет на то, как именно деревья чувствуют световой день на молекулярном уровне.
"Это было бы действительно выдающимся открытием", - говорит Валт Кениг, приглашенный научный сотрудник Корнельского университета и отставной исследователь зоологии Калифорнийского университета в Беркли, который также не участвовал в исследовании. Открытие генетического механизма, управляющего этим поведением, приблизит исследователей к пониманию многих других тайн физиологии деревьев.
Синхронизация на расстоянии:
Деревья синхронизируют свои внутренние биологические часы с изменениями света, как и большинство организмов. Продолжительность светового дня в течение 24 часов влияет на ряд поведенческих реакций, от роста растений до зимней спячки, миграции и размножения.
Команда Михала Богдзевича из Университета имени Адама Мицкевича в Познани, Польша, обнаружила, что европейские буковые деревья синхронизируют свое размножение на расстоянии до 1500 километров. Это самый большой синхронизационный ответ среди всех видов деревьев в Европе.
Влияние светового дня:
Анализ Валентина Журне, эколога и постдокторанта в лаборатории Богдзевича, показал, что европейские буки действительно мастингуют в ответ на летние температуры. Но они не сбрасывают свои семена, пока не почувствуют самый длинный день в году. Это сочетание сигналов организует мастинг широко разбросанных буковых деревьев в компактный период.
Путь к пониманию:
Команда Богдзевича сотрудничает с молекулярными биологами, чтобы найти механизмы, которые позволяют деревьям чувствовать летнее солнцестояние. В частности, они исследуют ген CONSTANS, который присутствует во всех геномах цветковых растений, активируется в ответ на сезонные изменения и помогает регулировать циркадные часы.
***
Важность исследования:
Это исследование не только дает нам новое понимание того, как деревья синхронизируют свое размножение, но и имеет более широкие последствия.
Вывод:
Открытие того, что европейские буковые деревья синхронизируют свое плодоношение с летним солнцестоянием, является значительным шагом вперед в нашем понимании физиологии деревьев и их взаимодействия с окружающей средой.
Это исследование подчеркивает важность фундаментальных научных исследований для понимания сложных экологических систем и влияния изменения климата на окружающую среду.
