Холод оказался для растений в семь раз благоприятнее тепла
Растительный покров Земли может быть адаптирован к возможному похолоданию приблизительно в семь раз лучше, чем к быстрому потеплению, которое угрожает сейчас биосфере. К таким выводам пришли ученые, изучив данные о термотолерантности более 1000 растительных видов различных широт. Согласно результатам самого масштабного подобного исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, наибольшая опасность грозит растительности умеренных широт.
Климат на планете постепенно теплеет, в связи с чем вопрос пределов термической устойчивости живых организмов становится все более актуальным. Ученые стремятся разработать как можно более точные прогнозы откликов отдельных видов, целых экосистем и биомов на новые температурные условия, чтобы люди имели возможность предугадать и смягчить последствия теплового стресса в будущем. В последние годы также возродился интерес к так называемой макрофизиологии: был проведен ряд исследований, определивших тепловые пределы крупнейших таксономических групп животных. Работ, которые освещали бы подобные закономерности для растений шире, чем в пределах отдельного вида, было крайне мало.
Ученые под руководством Лесли Ланкастера (Lesley T. Lancaster) из Абердинского университета провели метаанализ исследований в области термотолерантности растений. Для этого они собрали данные более 70 монографий и статей, в которых содержалась информаций о температурных откликах 1028 растительных видов в 249 локациях на разных широтах земного шара. Большая часть данных относилась к северному полушарию; мхи, лишайники и папоротники южного полушария охватить не получилось — исследования их температурных диапазонов практически отсутствуют.
Выяснилось, что растительность всех исследуемых широт, в особенности умеренных, гораздо лучше приспособлена (или, как это называют авторы исследования, «закалена») к возможному похолоданию, чем к потеплению. Ученые представили различия в адаптации растительности (ее выживаемость и способность к размножению) в виде экологического коэффициента жаростойкости и экологического коэффициента холодостойкости, а затем сравнили эти показатели с учетом важнейших характеристик видов: их биогеографической истории, филогенетических особенностей и жизненной формы.
Авторы установили, что в среднем коэффициент жаростойкости (границы коэффициентов исследователи не уточнили) для рассматриваемых видов (всего — 1028) равен 11, а такой же коэффициент для холодостойкости — уже 76, то есть к холодам эти растения адаптированы почти в семь раз эффективнее. В основном это связано с филогенетическими особенностями и биогеографической историей, но некоторый вклад внесли и жизненные формы растений.
Результаты ученые связывают с тем, что в последние сотни тысяч лет у растений было куда больше возможности приспособиться к похолоданию, чем к резкому и быстрому потеплению, и обратили внимание на повышенную уязвимость растительных видов в умеренных широтах. В то же время авторы исследования призывают с осторожностью относиться к результатам исследования, так как оно смогло охватить не более 0,31 процента от приблизительно 330200 известных ныне живущих видов растений. Также они отмечают необходимость большого количества исследований в южном полушарии.
Глобальное изменение климата вызывает опасение насчет будущего умеренных лесов, однако не стоит недооценивать их буферную устойчивость: благодаря поддержанию оптимального микроклимата они способны противостоять потеплению (но при этом их очень важно беречь от вырубок).
Марина Попова
Концентрация некоторых из них превышает максимальную для жилых помещений
Концентрация аценафтена, фенантрена, пирена и перфтороктановой кислоты в пыли, собранной внутри МКС, в разы превосходит максимальные значения этих веществ, установленные для жилых помещений в США. В то же время концентрация многих стойких органических загрязнителей укладывалась в безопасный диапазон, но многократно превосходит медианные значения. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology Letters. Космонавты на МКС находятся в замкнутом пространстве, и для обеспечения безопасных условий работы воздух внутри станции должен быть чистым. Но даже при дыхании люди выделяют углекислый газ, аммиак, ацетон, уксусную кислоту и некоторые другие метаболиты. Из-за воздействия на организм ионизирующего излучения, невесомости, шума, вибрации, пониженного и повышенного содержания кислорода в воздухе состав и концентрации таких метаболитов не равноценны тем, что присутствуют в воздухе земных помещений. Кроме того, различные газы в воздушную среду МКС может выделять доставляемое туда оборудование, а также системы корабля, если случается их разгерметизация. Ученые под руководством Стюарта Харрада (Stuart Harrad) из Бирмингемского университета исследовали пыль, собранную из воздушной среды МКС, на присутствие в ней стойких органических загрязнителей — полибромдифениловых эфиров, новых бромсодержащих антипиренов, гексабромциклододеканов, фосфатных эфиров, полихлорированных бифенилов, полифторалкильных соединений и полиароматических углеводородов. Концентрации почти всех стойких органических загрязнителей на МКС укладывались в диапазоны, известные для жилых помещений США. При этом у многих веществ, особенно из групп полибромдифениловых эфиров и полиароматических углеводородов, они превосходили медианные значения для таких помещений на порядки. Например, концентрация полибромдифенилового эфира BDE-99 в пыли на МКС составила 27000 нанограмм на грамм, а ее медианное значение для домашней пыли США — 580 нанограмм на грамм. Концентрации таких полиароматических углеводородов как аценафтен, фенантрен и пирен в разы превосходили не только медианные, но и максимальные значения, установленные для американских домов (930 против 25, 830 против 390 и 1600 против 300 нанограмм на грамм соответственно). Аналогичная ситуация наблюдалась и для перфтороктановой кислоты, концентрация которой в пыли на МКС составила 2600 нанограмм на грамм. Медианное значение концентрации этого вещества в домах США — 140 нанограмм на грамм, максимально известное — 1960 нанограмм на грамм. Авторы отметили, что впервые обнаружили стойкие органические загрязнители во внеземной среде. Их источники невозможно установить доподлинно, но предположительно их высокое содержание может быть связано с огнезащитной обработкой поверхностей, защитой хрупких грузов с помощью пенополиуретановой пены и гидроизоляционной обработкой против грибка. С учетом того, что используемые материалы оказались не слишком устойчивыми во внеземных условиях и в больших количествах попали в воздух обитаемых помещений, исследователи предлагают выбирать другие материалы для упаковки и защитной обработки оборудования. Для токсикологического контроля МКС важно исследовать не только ее внутреннюю воздушную среду, но и состояние внешней обшивки. Ученые выяснили, что космическая пыль, прилипающая к ней, является биохимически активной средой, и обнаружили в ней жизнеспособные микроорганизмы.