Рослини та комахи спільно еволюціонували, щоб з’явитися навесні приблизно в один час. Марек Мєжеєвський/Shutterstock

Живоплоти в середині лютого традиційно могли бути білими від снігу; цього року білим був витвір терену – провісника весни. Хоча раннє цвітіння є приємною ознакою після вологої та похмурої зими, воно викликає занепокоєння у досвідчених спостерігачів за сезоном. Чи завжди ця рослина цвіте в середині лютого, чи щось змінюється?

На щастя, наука реєстрації та розуміння сезонних подій, фенологія, має довгу історію в Британії. Роберт Маршем, натураліст 18-го століття, вів записи про появу квітів, птахів і комах у своєму селі Норфолк ще в 1736 році. Нащадки Маршама продовжували запис до 1958 року. Woodland Trust підтримує традицію з Календар природи, схема, за якою представники громадськості запрошуються для запису різних сезонних подій.

Детальний аналіз Майже півмільйона записів про рослини, зроблених вченими у 2022 році, показали, що, якщо розглянути всі види разом, середній час цвітіння у Великобританії збільшився на місяць за останні 40 років. Існували відмінності між видами. Глід, звичайна рослина живої огорожі, зазвичай цвіте на 13 днів раніше, ніж на початку 1980-х років, тоді як квіти кінського каштана з’являються на десять днів раніше.

З 1980-х років клімат швидко потеплішав. Раніше цвітіння рослини сприймають, що зими стають коротшими та м’якшими. Вони відчувають, що дні стають теплішими, і змінюють свій весняний розвиток у спосіб, подібний до того, як люди відчувають тепло на своїй шкірі, тому виходять на вулицю з меншою кількістю шарів одягу. Точні механізми виявлення цих сигналів у рослин і тварин відрізняються, але обидва реагують на зміни клімату.

Виявлення світла і тепла без очей і шкіри

Рослини виявляють скорочення осінніх днів за допомогою пігменту під назвою фітохром, який особливо чутливий до довжин хвиль у червоній області електромагнітного спектру. Довші осінні ночі змінюють якість цього червоного світла. Хоча ця тонка зміна вислизає від людини (наші очі не чутливі до цієї частини спектру), рослина може помітити цей перехід і почати змінюватися.

Подібно до того, як осінь може призвести до зниження рівня гормону серотоніну в нашій крові, рослина, яка відчула наближення зими, збільшить виробництво гормону, який називається абсцизовою кислотою. Це має кілька ефектів. У листяних дерев гілочки припиняють ріст і розвивають міцні зимові бруньки, здатні пережити мороз і сніг, а листя опадає.

Зростання навесні визначається подібними тригерами довжини світла та температури, але температура зазвичай відіграє важливішу роль. Якби рослини звертали увагу лише на освітлення, вони ризикували б почати ріст, коли все ще є загроза смертельних заморозків, або пропустити гарний час для росту в теплі ранні весняні дні. Виявлення температури визначає час появи весняних квітів. Ось чому глобальне нагрівання помітно в більш ранній появі цих квітів.

До кінця не зрозуміло, як рослини визначають температуру. Частина цього може бути пов’язана з тим, що гормон росту в його клітинах руйнується, коли температура повітря падає нижче певної температури, що, у свою чергу, дозволяє гормону росту збільшуватися.

У той час як люди мають нерви в шкірі, щоб визначити температуру, рослини, ймовірно, покладаються на пігменти, хоча механізм до кінця не вивчений. Тепло є частиною того самого електромагнітного спектру, до якого чутливий фітохром, тому, можливо, задіяний цей пігмент. Які б механізми не відповідали за початок росту, температура також визначає швидкість росту рослин.

Квіти та запилювачі не синхронізовані

Такі комахи-запилювачі, як бджоли, повинні синхронізувати свої життєві цикли, щоб бути на хвилі, коли з’являються квіти, якими вони живляться. Час їх виходу із зими також визначається впливом температури та тривалості дня та опосередковується гормонами.

Еволюція, працюючи над багатьма поколіннями запилювачів, створила тісний зв’язок між появою квітів і появою їх запилювачів. Якщо поява квітів і запилювачів не синхронізована, комахи не мають нектару і рослини не запліднюються.

Подібний зв’язок існує між появою листя та травоїдними комахами, які пасуться на ньому. Швидкість кліматичних змін і невеликі відмінності в тому, як дві групи реагують, ризикують порушити цю синхронність із серйозними наслідками для обох сторін.

Велике дослідження Німецькі вчені, досліджуючи час появи квітів та їх запилювачів між 1980 і 2020 роками, виявили складну картину. Обидва відреагували на зміну клімату більш раннім цвітінням і появою, але рослини зробили більший зсув.

Існували варіації між групами комах, бджоли та метелики зміщувалися синхронно з рослинами, але цього не спостерігалося у літаючих мух. Існували також відмінності між видами цих комах.

Навіть коли рослини та залежні від них комахи синхронно змінюють час, наступний етап харчового ланцюга може бути не таким гнучким. Листям дуба харчується гусениця дубової молі. Це, в свою чергу, є основною їжею пташенят таких птахів, як синиці та мухоловки. текст посилання. Пташенята вилупилися приблизно в один і той же час, а дубове листя і гусениці з'явилися раніше і поки що залишаються синхронними. Але як довго?

Цвіт терну залишається бажаним порятунком від зими та ознакою того, що весна вже на порозі. Але вони також є ознакою зміни клімату: розгортається експеримент щодо часу та синхронності рослин і тварин – і складних харчових ланцюгів, частиною яких вони є.

Пол Ештон, завідувач кафедри біології, Університет Edge Hill

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

ІНГ