Forudsiger tidligt forårsknald med genetik mod klimaændringer

Selvom klimaskeptikere måske har svært ved at tro med årets uendelige sne og kuldegrader, klimaforandringerne bliver varme, solrige tidlige kilder bliver mere og mere almindelige. Og det påvirker, når træer begynder at bladre ud. Men hvor meget? I en undersøgelse offentliggjort i Metoder inden for økologi og evolution , Simon Joly, biologiprofessor ved Université de Montréal og Elizabeth Wolkovich, en økologiprofessor ved University of British Columbia, viste, at en plantes genetik kan bruges til at producere mere præcise forudsigelser om, hvornår dens blade vil sprænge knop i foråret.

"Vi opdagede, at når arter og individuelle prøver inden for en art er genetisk meget ens, de reagerer mere på miljøsignaler mere end dem, der er genetisk forskellige, "sagde Joly, som også er botanisk forsker ved Jardin botanique de Montréal.

Han kom til denne konklusion efter at have svaret på et opkald sendt af Elizabeth Wolkovich, en professor ved University of British Columbia, der tidligere underviste ved Harvard University og studerer, hvordan træer reagerer på klimaforandringer. Hun ville inkludere genetik, et af Jolys ekspertiseområder, i hendes arbejde for at se, om det kunne hjælpe bedre med at forudsige budburst.

De valgte 10 træ- og buskarter, der er relativt almindelige i Massachusetts og Quebec, herunder stribet ahorn, Amerikansk bøg, nordlig rød eg og bestemte typer kaprifolier, poppel og blåbær. Filialer blev indsamlet fra Harvard Forest i Massachusetts og UdeM's Station de biologie des Laurentides i januar, når træerne og buskene havde været kolde længe nok til, at blade sprængte knop - givet de rigtige forhold.

"Der er tre væsentlige miljømæssige signaler, der påvirker knopskydning:den tid, de har brugt i kulden, varme temperaturer og timer med dagslys, "sagde Elizabeth Wolkovich, der studerer klimaændringernes indflydelse på træer og andre planter. "Når det er indsamlet, grenene blev holdt afkølede og sendt til Harvards Arnold Arboretum, hvor de derefter blev placeret i særlige vækstkamre med kontrollerede temperaturer og timer med dagslys. "

Forsøget blev udført med 8- og 12-timers lange dage og dagtemperaturer på 15 og 20 grader Celsius.

Træerne tilpassede sig

Eksperimentet viste, at en 5-graders stigning i temperaturen får blade til at sprænge knop 20 dage tidligere end gennemsnittet, selvom virkningen på hver art kan variere betydeligt. Desuden, flere timers dagslys flyttede budburst op med cirka 12 dage.

Imidlertid, disse estimater bliver mere nøjagtige, når genetisk information fra træer og buske er taget i betragtning.

"Dette fund var sandt, selvom vi ikke fandt store genetiske forskelle mellem individuelle eksemplarer af en enkelt art mellem de to regioner, "sagde Joly." Trægener bevæger sig relativt hurtigt gennem pollen, så nogle individuelle prøver i Massachusetts kunne genetisk være mere nært knyttet til prøver i Quebec end til andre eksemplarer i Massachusetts. "

Selvom det stadig er meget svært at sige, hvordan klimaforandringerne vil påvirke foråret, denne undersøgelse viser, at planter reagerer stærkt på forskelle i klimaet, og at deres genetik hjælper med at bestemme, hvor godt de tilpasser sig disse ændringer.

Fund åbner døren til en lang række nye undersøgelser

"Vi vil helt sikkert overveje genetik i fremtidige undersøgelser. F.eks. vi kan se på, om visse individuelle prøver inden for en art er bedre rustet til at tilpasse sig klimaændringer og hvorfor, "sagde Wolkovich." Sådan kan plantearter måske tilpasse sig det, der kommer. Men det afhænger selvfølgelig af, hvor ekstreme ændringer i vores klima faktisk er, hvilket stadig er et åbent spørgsmål i betragtning af de nuværende kulstofemissioner. "

Joly undrer sig også over, hvordan økosystemet som helhed, herunder de insekter, der spiser blade, vil reagere på højere temperaturer. "Vil de reagere på samme måde som træer? Det er de ekstremt komplekse spørgsmål, som folk begynder at stille, og som vi skal studere sammen med andre forskere fra forskellige discipliner."