24 декабря 2021, 4:00

Ученые математически связали растения с климатом и почвами

Биоинформатика
Ботаника
Экология
Математическое моделирование

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.

Ученые математически связали растения с климатом и почвами

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.

Источник:  Пресс-служба МГУ

Профили учёных из новости

Richter R
378 публикаций
h-index: 0
Йосвиг Юлия
3 публикации
h-index: 0
Виртх Кристиян
35 публикаций
h-index: 0
Шуман Мередитх
17 публикаций
h-index: 0
Каттге Йенс
50 публикаций
h-index: 0
Вригт Ян
19 публикаций
h-index: 0
Сиппел Себастиян
30 публикаций
h-index: 0
Rüger Nadja
9 публикаций
h-index: 0
Шаепман Михаэль
37 публикаций
h-index: 0
Ван бодегом Петер
71 публикация
h-index: 0
Díaz Sandra
35 публикаций
h-index: 0
Хаттинг Веслей
6 публикаций
h-index: 0
Крамер Коен
41 публикация
h-index: 0
Ленс Фредерик
20 публикаций
h-index: 0
Niinemets Ülo
86 публикаций
h-index: 0
Рейч Петер
113 публикаций
h-index: 0
Рейчстейн Маркус
151 публикация
h-index: 0
Römermann Christine
12 публикаций
h-index: 0
Шродт Франзиска
23 публикации
h-index: 0
Бахн Михаэль
47 публикаций
h-index: 0
Бюн Чаехо
17 публикаций
h-index: 0
Кампетелла Гияндиего
8 публикаций
h-index: 0
Кераболини Бруно
19 публикаций
h-index: 0
Крайне Йосепх
14 публикаций
h-index: 0
Gutiérrez Alvaro
11 публикаций
h-index: 0
Хигучи Педро
17 публикаций
h-index: 0
Онипченко Владимир
4 публикации
h-index: 0
Peñuelas Josep
252 публикации
h-index: 0
Pillar Valério
18 публикаций
h-index: 0
Sosinski Ênio
8 публикаций
h-index: 0
Вейхер Еван
4 публикации
h-index: 0

Публикации из новости

Читайте также

Годичные кольца деревьев помогут предугадать атаку насекомых-вредителей
Предугадать атаку насекомых-вредителей на лесные деревья можно при помощи их годичных колец. К такому выводу пришли исследователи, изучив деревья, пораженные насекомыми, которые поедают хвою и листья. Ученые построили модель, согласно которой динамика изменений ширины годичных колец отражает устойчивость дерева к внешним воздействиям. Оказалось, что деревья с замедленной регуляцией роста в период перед началом вспышки массового размножения вредителей чаще подвергаются нападению насекомых, становясь их первой «жертвой». Исследование поможет разработать инновационные методы по обнаружению первичных очагов повреждений насекомыми-вредителями в лесных массивах.
Агрономия
Ботаника
Экология
9 сентября 2023
Новая модель позволит предсказать вымирания видов при глобальном потеплении
На ее основе авторы выдвинули гипотезу о том, что изменения климата приводили и будут приводить к разбиению экосистем на более маленькие и неустойчивые, которые могут и вовсе исчезнуть.
Математическое моделирование
Палеоэкология
Экология
24 ноября 2022
Ученые предложили новый подход к дистанционному мониторингу растений
Он основан на применении технологии дистанционного зондирования Земли и позволил отличить разные виды клена
Ботаника
Экология
22 января 2022
В геноме борщевика оказалось вдвое больше генов, чем в среднем у других растений
Ученые впервые проанализировали последовательность генома борщевика Сосновского — ядовитого инвазивного растения, сок которого при попадании на кожу вызывает ожоги. Оказалось, что количество генов в геноме этого вида практически в два раза превышает среднее для большинства других растений значение. Работа авторов может найти практическое применение в медицине и фармакологии, поскольку уникальные биоактивные молекулы борщевика Сосновского могут использоваться в разработке новых лекарств.
Ботаника
Генетика
Геномика
23 ноября 2023
Океанологи выяснили, куда пропадает речная вода из Карского моря
Ученые выяснили, что пресная вода, поступающая в Карское море из рек, в осенне-зимний период течениями переносится в море Лаптевых. В результате к январю ранее опресненная центральная часть Карского моря восстанавливает свою соленость. Поскольку соленость воды сильно влияет на интенсивность образования льда, это открытие будет полезно при прогнозировании толщины ледяного покрова в судоходных районах Арктики.
Гидрология
Океанология
Экология
10 ноября 2023
Новый геометрический метод позволит детальнее исследовать структуру кристаллов
Ученые разработали метод для наглядного анализа сложных кристаллических структур. Он заключается в том, чтобы представлять молекулы в виде многогранников — полиэдров, — по площадям граней которых можно количественно оценивать связи между атомами. Точные данные о строении кристаллов будут полезны для создания материалов с управляемыми свойствами, которые используются, в частности, для легких органических устройств. Например, уже сегодня предложены сенсоры движения воздуха, созданные на основе молекулярных кристаллов.
Кристаллография
Математика
Математическое моделирование
14 октября 2023