Редкие и древние деревья – ключ к здоровому лесу

Высокое старое дерево

Старые и древние деревья — жизненно важные эволюционные ресурсы для долгосрочной адаптивной способности.

Около 800 лет назад гигантский дуб в английском Шервудском лесу помог укрыть Робина Гуда от шерифа Ноттингема. Хотя эта история, вероятно, является мифом, дерево таковым не является: оно по-прежнему считается одним из старейших дубов в мире.

Новое исследование показывает, что подобные древние деревья, возраст которых превышает 3000 лет, являются ключом к выживанию лесов. Другое новое исследование показывает, что редкие деревья — некоторые настолько редкие, что ученым еще предстоит их найти, также имеют решающее значение для здоровья лесов.

В целом, результат показывает, что защитникам природы необходимо делать больше для защиты старейших и самых редких деревьев в мире, говорит Уильям Лоренц, эколог из Университета Джеймса Кука в Кэрнсе, который не участвовал в этой работе. Поскольку леса являются важными звеном в экосистемах, накапливая углерод, воду и обеспечивая питание и укрытие многим видам, такая стратегия не только полезна для здоровья лесной экосистемы, утверждает он, она имеет решающее значение для здоровья планеты. .

В исследовании старых деревьев Чарльз Кэннон, изучающий экологическую эволюцию в Мортонском дендрарии, хотел получить представление о проценте старых деревьев в обычном лесу. Однако «древний» — это вопрос перспективы и внешнего вида. В дубовых лесах, где большинство деревьев живет менее 100 лет, древние деревья доживают почти до 1000 лет, а по соседству с более долгоживущими соснами, древним деревьям может быть более 3000 лет.

Кэннон и его коллеги решили определить самые почтенные деревья в лесу, которые в 10-20 раз старше своих собратьев. Исследователи использовали накопленную статистику, чтобы предсказать, сколько «Мафусаилов» возможно найти в лесах с различным уровнем продолжительности жизни. В отличие от животных, которые в этом отношении предсказуемы и имеют фиксированную продолжительность жизни, деревья могут расти бесконечно, пока их не подкосит молния, пожар, бензопила или болезнь. Итак, используя показатели смертности в лесах в диапазоне от 0,5% до 5% в год, измеренные лесниками, Кэннон запустил компьютерную программу, которая рассчитала распределение по возрасту, которое будет достигнуто с течением времени в моделируемом лесу.

Каждый год определенный процент деревьев умирает. Таким образом, со временем стало понятно, что деревьев, достигших преклонного возраста, будет немного. Но что удивительно, претендентов на долгожительство не так много.

Чарльз Кэннон обнаружил, что в случае, когда годовая смертность превышает 3%, ни одно дерево не доживает до «древнего» возраста. Когда смертность колеблется от 1% до 2%, только 1% или меньше становятся долгожителями. Результаты исследовательской работы опубликованы в журнале Nature Plants.

Это может быть плохой новостью, потому что эти деревья содержат гены, необходимые для выживания всего леса, говорит Кэннон. Древние деревья могут содержать ДНК, которая, например, делает их менее восприимчивыми к ветру или более устойчивыми к грибковым заболеваниям. И поскольку отдельные древесные сторожила, выросшие в совершенно другой среде, пережили сотни, если не тысячи лет климатических колебаний, то это гарантирует, что лес сможет выжить, если климат вернется к прежним временам.

“Но если они умирают, то это всё», — говорит Кэннон. Мы не можем просто пересадить их обратно в здоровый лес.

Древние деревья являются незаменимым центром биоразнообразия, — соглашается эколог Джанлука Пьовесан, соавтор исследования в Университете Тускиа. По его словам, в них обитают необычные насекомые и другие виды. Мы несем абсолютную ответственность за сохранение старовозрастных лесов и древних деревьев, чтобы двигаться к устойчивому будущему.

Этим посланием необходимо поделиться не только с научным сообществом, но и со всем миром, — говорит Дэвид Миларч, соучредитель организации Архив Древнего дерева. В течение нескольких десятилетий Миларч, который не участвовал в этой работе, и его команда выращивали и сажали клоны 130 видов древних деревьев, включая дубы, клены и секвойи, в надежде сохранить их гены.

Тем временем Питер Райх, эколог Мичиганского университета в Анн-Арбор, сосредоточился на разнообразии пород деревьев, встречающихся в лесах. Он и его сотрудники проделали грандиозную работу, собрав данные о 40 миллионов деревьев из более чем 90 стран, что, по их словам, является первой научной оценкой общего числа пород деревьев.

В общей сложности в мире насчитывается около 73 000 видов деревьев, из которых около 9000 еще не названы и не занесены в каталог, сообщают Райх и его коллеги сегодня в Трудах Национальной академии наук.

Удивительно, но треть известных видов являются редкими, в исследовании приняли участие только несколько деревьев, еще очень много неназванных. И поскольку редкие деревья, возможно содержат гены, которые могут принести пользу всему лесу, сохранение этих видов также имеет решающее значение, говорит Райх.

Исследователи обнаружили, что биоразнообразие деревьев, количество видов на участке леса, является самым высоким в Южной и Центральной Америке, Африке, Азии и Океании. Это помогает установить ориентир, который поможет нам расставить приоритеты в усилиях по сохранению, добавляет он, предполагая, что эти континенты нуждаются в наибольшей помощи.

Обеспечение выживания древних деревьев может помочь сохранить разнообразие лесов, говорит Кэннон. Это разнообразие и есть разница между появлением новых видов и исчезновением старых. Чем дольше живет дерево, тем меньше вероятность того, что его вид исчезнет, и тем больше вероятность того, что в течение его жизни появятся новые виды.

Поэтому, когда такие места, как тропические леса Амазонки, стабильны, они со временем накапливают больше разнообразия, даже если редкие деревья размножаются не очень хорошо, объясняет Кэннон. Таким образом, древние деревья замедляют процесс вымирания, особенно если они принадлежат к редким видам. Старые деревья могут прожить достаточно долго, чтобы климат или окружающая среда снова позволили этим генетически богатым деревьям поделиться своим опытом с остальными видами в лесу.

Древние деревья — эмерджентное свойство лесов, для образования которого требуется много столетий. Они радикально меняют дисперсию времени генерации и приспособленности популяции преодолению столетних экологических циклов. Эти победители «лотереи» с продолжительной историей, имеют жизненно важное значение для способности леса к адаптации в долгосрочной перспективе и предоставляют бесценные данные об истории окружающей среды и индивидуальной продолжительности жизни. Старые и вековые деревья не могут быть заменены реставрацией или регенерацией на протяжении многих веков. Они должны быть защищены, чтобы сохранить их бесценное разнообразие.

Элизабет Пенниси

Лиз — старший корреспондент, освещающий многие аспекты биологии журнала Science .

Ссылки на исследование в тексте статьи.

Читайте также: