Всъщност можете да чуете как дърво умира.
Не, не крещи от болка, докато облеченият с деним дърворезба радостно разрязва багажника си. По време на все по-често срещаните периоди на силна суша и горещина, бавното изсушаване на дървото става чуващо чрез микрофон, притиснат към багажника му.
„Звучи малко като пукане на пуканки - малко пукнатини и пукнатини“, казва Уилям Андрег, биолог от университета в Принстън.
Процесът, който води до шумолянето на пукането, е един от няколкото, които учените изучават, за да разберат по-добре как дърветата реагират на суша и топлина. С загубата на милиони дървета, докато глобалните температури продължават своя възходящ поход, тази информация би могла да помогне на учените по-точно да предвидят кои дървета са най-застрашени, което води до подобрени климатични модели, както и до по-добро управление на горите в периоди на суша.
„Само през последните няколко десетилетия ние започнахме да виждаме много повече от тези широко разпространени събития, свързани със смъртността от дървета, причинени от суша“, казва Андрег „Това предизвика много повече притеснения от учените да се опитат да разберат какво се случва.“
И така, какво прави щракането и изскачането? Звуците са резултат от неуспех в ксилема на растението, снопове тръби, които извличат вода и хранителни вещества от корените до крайниците, подобно на това как артериите попълват човешкото тяло с кислородна кръв.
Когато е сухо, дърветата трябва да смучат по-силно, за да изтеглят вода от почвата. И ако напрежението вътре в тези тръби достигне определена точка, страните отстъпват, позволявайки на малки въздушни мехурчета.
Според микрофоните на учените въздушните мехурчета „насилствено се разширяват“, когато влизат в клетките, казва Андрег.
Подобно на човешки инфаркт, тези въздушни мехурчета блокират воднистата жизнена сила на растението да се разпространи до изсушаващите му крайници. Но блокирането на една вена не е смъртоносен камък за дървото, обяснява Луи Сантяго, еколог от Калифорнийския университет, Ривърсайд и Smithsonian Tropical Research Institute.
"Точно както имаме много вени и артерии, [растенията] имат много съдове", казва той. „Така че, ако няколко кавитатират при суша, това вероятно не е голяма работа. Но ако повече от половината кавитация или повече, тогава бихте могли да тръгнете по опасни пътища. "
Слушайте шумоленето на пукане на въздушни мехурчета, пробиващи се през ксилема на червен кедър, Juniperus virginiana . Кредит: Стефан Майр, Университет в ИнсбрукСмята се, че емболизмът е една от водещите причини за смъртта на дърветата при сухи условия. Но растенията имат разнообразни адаптации, за да не позволят да стигнат до тази критична зона, казва Сантяго. Този набор от адаптации е това, което учените все още се опитват да дразнят, за да определят защо някои дървета се справят със сушата по-добре от други.
За да разгледат глобалната картина на тези адаптации, Anderegg и неговите колеги събраха данни за смъртността на дърветата от 33 проучвания на суши по целия свят и проучиха 10 физиологични свойства на засегнатите дървета. Изследването, публикувано тази седмица в Proceedings of the National Academy of Sciences, предполага, че как растенията управляват водата е показателен фактор за процента на оцеляване.
Част от това се свежда до грубата сила на тръбите на дървото. Някои дървета, като хвойна Юта, имат много по-издръжлив ксилем и могат да издържат на по-голямо вътрешно напрежение от други.
Другият важен фактор е как дърветата балансират фотосинтезирането - приемането на въглероден диоксид за производството на захар - с пиенето. Докато дърветата вдишват въглероден диоксид, водата се изпарява през порите в листата им, наречени устни. Когато водата изсъхне, дърветата затварят порите си, за да предотвратят загубата на вода. „Анимационните“ дървета, които затварят стомасите си по-бързо, след като емболиите започват да са по-добри при суша, казва Андрег.
Прогнозните сили за тези фактори са умерени, но това не е непременно изненадващо, като се има предвид разнообразната група дървета и обхвата на средата, която екипът изследва. „Екологията е шумен свят - много неща се случват“, казва Андрег. Конкуренцията за вода, тип на почвата или дори характеристики на сушата може да замъгли водите.
Има и много други потенциално важни фактори, които могат да повлияят на оцеляването на дърветата в локален мащаб, например дълбочината на корена. Дългите корени, например, може да могат да отпиват от дълбоките водни складове, които се задържат извън обсега на мънистите корени.
Дърветата също могат да се справят с по-сухите условия, като развиват зелени стъбла, казва Сантяго. Растенията често губят листата си, когато изсъхнат, спиране на фотосинтезата и растежа. Но със зелено стъбло те могат да продължат да фотосинтезират дори без листа. Цъфтящите дървета от рода Паркинсония, което на испански е общото наименование на пало верде или „зелени стъбла“, са известни с това, че са разработили този тип адаптация.
Способността за точно прогнозиране на смъртността в световен мащаб е изключително важна за климатичните модели. Дърветата действат като въздушни филтри, извличайки приблизително една четвърт от въглеродния диоксид, хората изпомпват в небето, съхранявайки този въглерод в дебелите си стволове и пищна зеленина.
Но дърветата са в беда. 2015 г. беше най-горещата година от над един век - 39-та поредна година от необичайно горещи температури. През последните години сушата засегна части от Австралия, Индия, Европа, САЩ и другаде и се очаква да станат по-чести и тежки.
Проучванията на американската служба за горите сочат, че близо 12, 5 милиона дървета в Калифорния са загинали от суша през 2014 г. Такива загуби са удар за планетата, защото когато дърветата умрат, съхраненият въглерод избяга обратно в атмосферата. Освобождаването продължава нашите проблеми с парниковите газове, въвеждането на повече суши и повече смъртни случаи на дърветата, продължавайки смъртоносния цикъл.
