Быстрый рост деревьев отрицательно сказался на продолжительности их жизни
Чем быстрее растут деревья, тем раньше они умирают. К такому выводу пришла команда исследователей, проанализировав данные о годичных кольцах 110 видов деревьев со всего мира. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, открытие указывает, что биомасса лесов вряд ли вырастет в ответ на рост концентрации углекислого газа в атмосфере. Это значит, что один из важнейших «климатических буферов» оказался менее надежным, чем считалось ранее.
Наземные экосистемы поглощают около трети углекислого газа, выброшенного в атмосферу в результате деятельности человека. Одними из главных его аккумуляторов считаются деревья. Высокие концентрации CO2 позволяют им расти быстрее, что отчасти смягчает интенсивность изменений климата. Согласно прогнозам экспертов, в будущем деревья продолжат выполнять роль «климатического буфера».
Однако есть опасения, что ускоренный рост сокращает продолжительность жизни деревьев. Чем меньше они живут, тем быстрее накопленный ими углерод возвращается в атмосферу. В результате эффективность улавливания CO2 снижается, что отрицательно сказывается на стабильности климата. Наблюдения уже свидетельствуют о возросшей гибели деревьев по всему миру, однако до сих пор ученым не удавалось достоверно связать ее с увеличившейся скоростью их роста.
Команда исследователей во главе с Роэлем Бриненом (Roel Brienen) из Лидского университета решила выяснить, насколько широко распространен конфликт между скоростью роста деревьев и продолжительностью их жизни. До сих пор он был доказан лишь для небольшого числа видов, в основном произрастающих в горных и северных лесах. Авторы собрали намного более масштабную выборку: они проанализировали закономерности роста 110 видов деревьев, произрастающих от Арктики до тропических лесов. Для этого им пришлось изучить годичные кольца 210 тысяч экземпляров с 70 тысяч участков.
Анализ подтвердил, что скорость роста деревьев отрицательно коррелирует с продолжительностью их жизни. Максимальный возраст быстрорастущих видов оказался ниже, чем у медленнорастущих (p<0,001). Аналогичная закономерность наблюдается среди представителей отдельных видов: чем интенсивнее рост конкретного дерева на ранних этапах жизни, тем ниже шанс, что оно доживет до преклонных лет. Например, самые старые экземпляры черных елей (Picea mariana) из Канады в молодости росли медленно.
Из 82 видов, для которых были доступны соответствующие данные, конфликт между скоростью роста и продолжительностью жизни подтвердился для 74. Он был характерен для деревьев из разных климатических зон и систематических групп (голосеменных и покрытосеменных). В среднем увеличение скорости роста в первые годы на 50 процентов сокращало продолжительность жизни на 23 процента.
Существует вероятность, что и скорость роста, и продолжительность жизни деревьев зависят не друг от друга, а от неких условий окружающей среды, например, температуры или влажности. Однако более тщательный анализ, который авторы провели для черных елей, позволил отказаться от этой гипотезы. Он показал, что ни один из экологических факторов не может в одиночку объяснить отличия в темпах роста и максимальном возрасте деревьев.
Из нескольких теорий, объясняющих конфликт между скоростью роста и продолжительностью жизни деревьев, авторы склоняются к одной. Согласно ей, у каждого вида деревьев в определенной местности есть максимальный размер. Чем быстрее растет дерево, тем раньше оно его достигает, после чего риск гибели повышается из-за физиологических ограничений.
Дополнительное моделирование, проведенное на основе данных о черных елях, показало, что, когда деревья быстрее растут и раньше умирают, круговорот биомассы ускоряется. Правда, заметить это можно лишь с задержкой в десять-двадцать лет. Таким образом, несмотря на увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, объем лесной биомассы в долгосрочной перспективе расти не будет.
Открытие ставит под сомнение многие прогнозы, согласно которым в будущем леса будут поглощать все больше углекислого газа. Иными словами, эффективность одного из «климатических буферов», на которые мы рассчитывали, намного ниже, чем считалось прежде.
Многие долгоживущие деревья кажутся бессмертными. Например, гикнго двулопастному (Ginkgo biloba) приписывалась способность не стареть. Однако анализ, проведенный специалистом по физиологии растений Сержи Мунне-Бошем, продемонстрировал, что эти деревья все-таки стареют и умирают от старости, просто это происходит слишком медленно для человеческого восприятия
Сергей Коленов
Предки этих видов разошлись около 6,7 миллиона лет назад
Бразильские зоологи идентифицировали необычного хищника, который попал в ветеринарную клинику в городе Вакария в 2021 году. Оказалось, что это межродовой гибрид домашней собаки и парагвайской лисицы — видов, предки которых разошлись 6,7 миллиона лет назад. Это первый пример гибридизации между собаками и дикими южноамериканскими псовыми. Как отмечается в статье для журнала Animals, скрещивание домашних собак с парагвайскими лисицами не сулит последним ничего хорошего: проникновение собачьих генов в дикую популяцию вида снизит ее приспособленность. Два года назад ветеринары из бразильского города Вакария в штате Риу-Гранди-ду-Сул встретились с очень необычным пациентом. В ветеринарную клинику Федерального университета штата поступила самка хищника из семейства псовых, которая была сбита автомобилем. Врачам так и не удалось определить его видовую принадлежность. В Риу-Гранди-ду-Сул обитает четыре вида диких псовых из клады Cerdocyonina: кустарниковая собака (Speothos venaticus), гривистый волк (Chrysocyon brachyurus), майконг (Cerdocyon thous) и парагвайская лисица (Lycalopex gymnocercus) (которая не родственна лисицам из рода Vulpes). На двух первых зверь из Вакарии не похож совсем, а двух последних напоминает формой тела, но отличается от них очень темной окраской с редкими белыми волосками. Благодаря лечению животное пошло на поправку и полностью выздоровело. Более того, если изначально самка вела себя по отношению к людям настороженно, то с течением времени постепенно начала им доверять. После выздоровления зверя перевели в природоохранный центр в городе Санта-Мария, где он в прошлом году скончался по неизвестным причинам. Команда зоологов под руководством Рафаэля Кречмера (Rafael Kretschmer) из Федерального университета в Пелотасе предположила, что странное животное из Вакарии может быть гибридом домашней собаки (Canis (lupus) familiaris) и одного из местных видов диких псовых. Чтобы проверить эту идею, исследователи еще при жизни самки взяли у нее образцы кожи и крови, провели молекулярно-генетический анализ и сравнили полученные результаты с данными о гривистых волках, майконгах и парагвайских лисицах. Кустарниковых собак в выборку не включили — хотя этот вид и встречается в штате Риу-Гранди-ду-Сул, в окрестностях Вакарии он отсутствует. Кречмер с соавторами выяснили, что у загадочного хищника 76 хромосом. Это соответствовало предположению о том, что он является гибридом первого поколения между домашней собакой (у нее 78 хромосом) и майконгом или парагвайской лисицей (у них по 74 хромосомы). Анализ участка митохондриального гена цитохромоксидазы I показал, что матерью самки была парагвайская лисица. А на четырех фрагментах ядерной ДНК исследователи обнаружили несколько участков, где одно азотистое основания из пары было унаследовано от домашней собаки, а второе — от парагвайской лисицы. Таким образом, хищник, который поступил в ветеринарную клинику Вакарии, был гибридом между самцом домашней собаки и самкой парагвайской лисицы. От отца зверь унаследовал темную окраску: по крайней мере среди 1112 изображений парагвайских лисиц из базы данных iNaturalist исследователи не обнаружили ни одного, где была бы запечатлена особь с таким же темным мехом. По словам Кречмера и его коллег, это первый пример гибридизации домашних собак с дикими южноамериканскими псовыми. Ранее были известны лишь гибриды собак с представителями того же рода, например, волками (Canis lupus), койотами (C. latrans) и обыкновенными шакалами (C. aureus). Домашняя собака и парагвайская лисица относятся к разным родам, а их предки разошлись около 6,7 миллиона лет назад. Тем не менее, это не помешало скрещиванию двух видов и появлению жизнеспособного потомства. Возможно, гибридная самка и сама смогла бы родить детенышей от одного из родительских видов, однако во время лечения ее стерилизовали. Кроме того, авторы не исключают, что в природе живут и другие гибриды между домашними собаками и парагвайскими лисицами. Скорее всего, появление необычного гибрида по крайней мере отчасти связано с человеческой деятельностью. Большинство природных экосистем в штате Риу-Гранди-ду-Сул заменены пахотными землями и пастбищами. Парагвайские лисицы неплохо приспособились к жизни в таких условиях — однако по соседству с людьми они чаще встречаются с собаками, что повышает вероятность гибридизации между двумя этими видами. В результате в популяцию лисиц попадают собачьи гены, которые снижают их приспособленность. В качестве примера можно привести гены темной окраски, делающие гибридных животных более заметными для хищников и добычи. Кроме того, тесное общение диких южноамериканских псовых с домашними собаками может привести к тому, что они начнут заражаться собачьими болезнями и паразитами. Если вам интересны дикие псовые, пройдите наш тест «Десять шакалов из десяти». В нем нужно по фотографиям отличить шакалов от других представителей семейства. По мере прохождения теста вопросы становятся сложнее, а изображения — шакальнее.