Tropiske træer bruger en unik metode til at modstå tørke

Tropiske træer i Amazonas regnskov kan være mere tørkebestandige end tidligere antaget, ifølge en ny undersøgelse af forskere ved University of California, Riverside.

Det er gode nyheder, da Amazon lagrer omkring 20 procent af alt kulstof i Jordens biomasse, hvilket hjælper med at reducere den globale opvarmning ved at sænke planetens drivhusgasniveauer.

I en undersøgelse offentliggjort mandag i tidsskriftet Ny fytolog , et team ledet af Louis Santiago, professor i botanik og plantevidenskab, fandt, at tropiske træer i Paracou, Fransk Guyana har udviklet en usædvanlig måde at beskytte sig mod skader forårsaget af tørke. Træerne gør brug af en overflod af levende celler omkring deres xylem for at spare og omfordele vand under tørkeforhold. Xylemet (det videnskabelige navn for træ) er det ikke-levende væv af en plante, der transporterer vand og næringsstoffer fra jorden til stilke og blade.

Santiago sagde, at det kan virke kontraintuitivt at studere tørke på et af de vådeste steder på Jorden, men den seneste tørke inklusive rekordvarme og tørke i løbet af 2015-16 El Niño, truer allerede Amazonas regnskov. Hvis træer dør på grund af tørken, det kulstof, de opbevarer, frigives til atmosfæren, hvor det yderligere vil forværre den globale opvarmning.

"Tropiske skove fungerer som en vask, der reducerer globale drivhusgasser. Men hvis disse planter dør og nedbrydes, de kan blive en kilde til atmosfærisk kulstof. På grund af dens rene størrelse, hvad der sker i Amazonas påvirker hele verden, sagde Santiago, der også har en aftale ved Smithsonian Tropical Research Institute.

Når planter optager vand gennem deres rødder, de bruger deres xylem til at transportere vand og næringsstoffer gennem planten. Efterhånden som der bliver mindre vand tilgængeligt, en plante skal "suge" hårdere for at trække vand fra sine rødder til sine blade. På et tidspunkt under denne kamp, luftbobler kan trækkes op i xylemet, der forårsager embolier (analogt med dem til dem, der dannes i det menneskelige vaskulære system). Disse embolier blokerer vandstrømmen, fører til et fænomen kaldet hydraulisk svigt. Jo lettere en plante eller et træ udvikler hydraulisk svigt, jo mere modtagelig er det for tørke.

For at undersøge hvordan Amazonas træer reagerede på tørke, Santiagos team plukkede grene fra toppen af ​​træer i Paracou Research Station i Fransk Guyana og studerede dem i et laboratorium for at bestemme, hvor let de udvikler hydraulisk svigt, som er en funktion af deres fysik, herunder dimensionerne på deres VVS og det tryk, deres kar kan modstå.

"Vi indså i 2013, at der næsten ikke var data om tørkebestandigheden i Amazonas baldakintræer, og flere tørker i det seneste rejste spørgsmålet om, hvordan disse træer ville klare sig, hvis klimaforandringer forårsagede øgede uregelmæssigheder i nedbør. "

Gruppens indledende fund var ikke positive, fordi almindeligt anvendte eksperimenter indikerede, at de tropiske træer var meget mere modtagelige for hydraulisk svigt end tempererede træer.

Yderligere eksperimenter afslørede et glimt af håb:tropiske træer har udviklet en anden måde at overleve på under tørke. Et lag af levende "parenkym" -celler, der omgiver xylemet, hjælper tropiske træer ved at lagre vand og formidle det osmotiske tryk, så vand kan omfordeles til det sted, hvor det er mest nødvendigt.

"Tropiske træer, sammenlignet dem i tempererede skove, har tre gange så mange levende celler omkring xylemet, der kan lette disse processer, som ikke observeres ved de typiske eksperimenter, vi udfører for at bestemme, hvor sårbar en plante er for tørke. "

Santiago sagde, at forskerne nu udvider deres undersøgelse til at omfatte yderligere træarter i Panama og Brasilien.

"Vores overordnede mål med modellering af tørkebestandighed er at være i stand til at forudsige, hvilken form for ændring i nedbør der ville udløse døden. Heldigvis, vores eksperimenter hidtil tyder på, at tropiske træer kan være mere tørkebestandige, end man tidligere troede, og at de bruger en virkelig unik måde at beskytte sig selv på. ”Selvom, Santiago tilføjer:"Fortsat opvarmning af planeten vil i sidste ende forårsage udbredt trædødelighed."

Papirets titel er "Koordinering og afvejninger mellem hydraulisk sikkerhed, træk ved effektivitet og tørkeundgåelse i træer i Amazonas regnskovsejl.