Ученые математически связали растения с климатом и почвами
Международная команда ученых при участии сотрудника биологического факультета МГУ выяснила, как признаки растений количественно зависят от почв и климата мест своего обитания. Оказалось, что почвенные параметры большей частью определяют признаки, связанные с запасанием ресурсов, а климатические – ростовые. Это открытие позволяет понять, как растения и экосистемы могут меняться в контексте глобальных изменений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Современные математические модели позволяют описывать и предсказывать развитие самых разных объектов, в том числе экосистем. Последние сильно зависят от глобальных климатических изменений, а потому могут помочь в понимании того, по какому пути будет развиваться наша планета.
«Современные экологические исследования позволяют по-новому подойти к решению центральной проблемы экологии – ответу на вопрос, каковы механизмы формирования природных комплексов сосуществующих видов (сообществ), какова здесь роль различных факторов среды, – отметил один из авторов исследования, заведующий кафедрой экологии и географии растений биологического факультета МГУ Владимир Онипченко. – Без ответа на этот вопрос невозможно сохранить природные экосистемы Земли и их влияние на создание приемлемой для человека среды обитания».
Международная команда экологов и ботаников, в которую вошел Владимир Онипченко, собрала огромный массив данных о функциональных признаках растений, о почвах и климате в месте их произрастания. В финальную базу вошло 225 206 наблюдений 17 функциональных признаков 20 655 видов сосудистых растений со всей планеты и соответствующие им данные о 21 климатическом параметре и 107 характеристиках почвы.
При помощи биоинформатических подходов авторы смогли установить определенные закономерности взаимосвязей в экосистемах. Функциональные признаки делятся на две группы: размерные и ресурсные. При этом первые (высота растения, площадь листа и др.) больше определяются климатическими факторами, а вторые (например, содержание азота и фосфора в листьях, содержание углерода на единицу сухой массы) – теми почвенными параметрами, что не зависят от климата. Некоторые признаки демонстрируют более тесную связь с одним фактором – например, высота растений и площадь листьев значимо больше в теплых и влажных условиях, как в тропиках, нежели в сухих, как пустыни, или холодных, как тундры; на некоторые признаки влияние оказывают обе группы факторов. Содержание тяжелого изотопа азота 15N, длина проводящего пучка и число производимых за сезон семян не продемонстрировали зависимость от климатических или почвенных факторов.
News article profiles
Richter R
Joswig Julia
Wirth Christian
Schuman Meredith
Kattge Jens
Wright Ian
Sippel Sebastian
Rüger Nadja
Schaepman Michael
van Bodegom Peter
Díaz Sandra
Hattingh Wesley
Kramer Koen
Lens Frederic
Niinemets Ülo
Reich Peter
Reichstein Markus
Römermann Christine
Schrodt Franziska
Bahn Michael
Byun Chaeho
Campetella Giandiego
Cerabolini Bruno
Craine Joseph
Gutiérrez Alvaro
Higuchi Pedro
Onipchenko Vladimir
Peñuelas Josep
Pillar Valério
Sosinski Ênio