Jak drzewa liściaste bronią się przed mrozem
Ekologia opiera się na następującym pytaniu: dlaczego pewne organizmy występują w określonych miejscach i które cechy decydują o ich przetrwaniu? To fundamentalne pytanie zostało postawione w projekcie TREELIM (A functional explanation of low temperature tree species limits), w którym badano ograniczenia termiczne europejskich drzew liściastych. Badacze wykorzystali trzystopniowe podejście, aby połączyć bieżące skrajne położenia najważniejszych drzew liściastych w Europie z danymi klimatycznymi wzdłuż gradientu termicznego. Naukowcy wykonali również testy hipotez dotyczących powodów ograniczanego wzrostu i przeżycia w stresie zarówno w terenie, jak i w laboratorium. W celu zbadania cech genotypowych i fenotypowych związanych z przetrwaniem drzew na skraju swojego zakresu przeszczepiono ponad 4 000 młodych drzew wzdłuż dwóch różnych pionowych gradientów. Ograniczenia zakresu zostały określone za pomocą systemów informacji geograficznej (GIS). Zmierzono również skuteczność reprodukcji i trendy wzrostu drzew przy aktualnym ograniczeniu zakresu. Podczas serii testów laboratoryjnych mierzono wpływ niskich temperatur w warunkach kontrolowanych. Okazuje się, że ograniczenia zakresu termicznego drzew liściastych są kontrolowane poprzez interakcję trzech różnych czynników. Należą do nich tolerancja na niskie temperatury na początku rozwoju pąka (pękanie pąka) oraz powiązane mechanizmy kontrolne sezonowego cyklu życia (fenologia) zapewaniające niemal zerowe ryzyko uszkodzenia drzewa przez zamarzanie. Trzecim czynnikiem są ograniczenia pozostałej długości sezonu wegetacyjnego związanego z charakterystyką cyklu życia poszczególnych gatunków, np. dojrzewanie przyrostu późnego, tworzenie się pąków zimowych i dojrzewanie owoców. Fenologia jest narzędziem adaptacyjnym wykorzystywanym przez różne gatunki, tak aby uniknąć narażenia na niebezpiecznie niskie wiosenne temperatury. Zatem wyniki projektu TREELIM pozwalają na stworzenie teoretycznych ram umożliwiających połączenie informacji o odporności na niskie temperatury, fenologii oraz cech cyklu życia, dzięki którym można utworzyć model ograniczeń zakresu termicznego przy użyciu podstaw mechanistycznych.
Słowa kluczowe
Ekologia, TREELIM, granice zasięgu, liściaste, gradient termiczny, systemy informacji geograficznej, pękający pąk, fenologia, odporność na niskie temperatury
