Valójában hallani tudja a fák halálát.
Nem, nem sikít fájdalomtól, amikor egy farmerbevonatos favágó örömmel vágja a csomagtartóját. A szélsőséges szárazság és melegedés egyre gyakoribb időszakaiban azonban a fa lassú kiszáradása hallhatóvá válik a törzséhez nyomja meg a mikrofont.
"Kicsit úgy hangzik, mint a pattogatott kukorica, a kis pattogások és a repedések" - mondja William Anderegg, a Princetoni Egyetem biológusa.
A repedező zajhoz vezető folyamat egyike azon tudományos kutatásoknak, amelyek célja annak megértése, hogy a fák hogyan reagálnak az aszályra és a hőre. Fák millióinak elvesztésével, amikor a globális hőmérséklet folytatódik felfelé irányuló felvonulásukkal, ez az információ segíthet a tudósoknak pontosabban megjósolni, mely fák vannak a leginkább veszélyben, ami jobb éghajlati modellekhez és az erdők jobb kezeléséhez vezet az aszály időszakában.
"Alig az elmúlt évtizedekben sokkal inkább elkezdtük látni ezeket a széles körben elterjedt, aszályvezérelt, fahalálozási eseményeket" - mondja Anderegg. "Ez sokkal több aggodalmat keltett a tudósok körében, hogy megpróbálják kitalálni, mi történik."
Tehát mi okozza a pattanásokat és felbukkanásokat? A hangok a növény xilémájának meghibásodásából adódnak. A csövek olyan kötegekből állnak, amelyek vizet és tápanyagokat vezetnek a gyökerektől az végtagokig, hasonlóan ahhoz, ahogyan az artériák az emberi testet oxigénnel kezelt vérrel töltik meg.
Amikor a száraz, a fáknak nehezebben kell szívniuk, hogy felvegyék a vizet a talajból. És ha ezekben a csövekben a feszültség elér egy bizonyos pontot, akkor az oldalak helyet adnak, engedve az apró légbuborékokat.
Anderegg szerint a tudósok mikrofonjai felveszik a légbuborékokat, amelyek „hevesen tágulnak”, amikor belépnek a cellába.
Az emberi szívrohamhoz hasonlóan ezek a légbuborékok megakadályozzák a növény vizes életének terjedését a szárító végtagokra. De az egyetlen véna elzáródása nem a fa halálának oka - magyarázza Louis Santiago, a Kaliforniai Egyetem, a Riverside és a Smithsonian Tropical Research Institute ökológusa.
"Csakúgy, mint sok vénánk és artériánk, a növényeknek sok ér van" - mondja. „Tehát ha néhány szárazságban kavitál, akkor ez valószínűleg nem nagy ügy. De ha több mint fele kavitál vagy több, akkor veszélyes utakra indulhat. "
Hallgassa meg a Juniperus virginiana vörös cédrus xilémén áthatoló légbuborékok repedő hangjait. Kredit: Stefan Mayr, az innsbrucki egyetemAz embolizmusról gondolják, hogy a száraz körülmények között a fa halálának egyik vezető oka. De a növények sokféle adaptációval megakadályozzák őket, hogy elérjék a kritikus zónát - mondja Santiago. A tudósok még mindig próbálják ezt a változást megváltoztatni annak meghatározására, hogy egyes fák miért jobban kezelik az aszályt, mint mások.
Annak érdekében, hogy áttekintést nyújtson az alkalmazkodásról, Anderegg és munkatársai összegyűjtötték a fák mortalitására vonatkozó adatokat 33 világszerte zajló szárazság-kutatásból, és megvizsgálták az érintett fák 10 élettani tulajdonságát. A tanulmány, amelyet ezen a héten tettek közzé a Nemzeti Tudományos Akadémia folyóirajában, arra utal, hogy a túlélési arány meghatározó tényezője annak, hogy a növények hogyan kezelik a vizet.
Ennek egy része a fa csöveinek durva szilárdságához vezet. Egyes fák, mint például az utahi boróka, sokkal nehezebb xylemmel rendelkeznek, és nagyobb belső feszültségeknek tudnak ellenállni, mint mások.
A másik fontos tényező az, hogy a fák hogyan egyensúlyba hozzák a fotoszintetizációt - szén-dioxid bevétele cukor előállításához - az ivással. Amíg a fák szén-dioxidot lélegeznek, addig a víz elpárolog a leveleik pórusán, melyeket sztómának hívnak. Amikor a víz kiszárad, a fák bezárják pórusukat, hogy elkerüljék a vízvesztést. Az „óvatos” fák, amelyek az embolizmusok elindulása után gyorsabban állítják le sztómájukat, jobban teljesítenek az aszályban - mondja Anderegg.
Ezeknek a tényezőknek a prediktív képessége mérsékelt, de ez nem feltétlenül meglepő, figyelembe véve a fák sokféleségét és a csoport által vizsgált környezeti tartományt. „Az ökológia zajos világ - sok minden folyik” - mondja Anderegg. A víz, a talaj típusa, vagy akár az aszály jellemzői miatt fennálló verseny mind a víz elzavarhatja a vizet.
Számos egyéb potenciálisan fontos tényező, például a gyökérmélység, amelyek helyi szinten befolyásolhatják a fa túlélését, Például a hosszú gyökerek képesek lehetnek a mélyvíztárolókból, amelyek elmaradnak a makacs gyökerek elérhetetlenségétől.
A fák zöld szárok kifejlesztésével képesek kezelni a szárazabb feltételeket is - mondja Santiago. A növények gyakran elveszítik a leveleiket, amikor kiszáradnak, megállítva a fotoszintézist és a növekedést. A zöld szárral azonban a levelek nélkül is folytathatják a fotoszintetizációt. A Parkinsonia nemzetségbe tartozó virágzó fákról, amelyek spanyolul a palo verde vagy a „zöld szárak” általános elnevezése, ismert, hogy kifejlesztették ezt a fajta alkalmazkodást.
Az éghajlati modellek szempontjából rendkívül fontos a globális fahalandóság pontos előrejelzése. A fák úgy működnek, mint a légszűrők, és megkötik a szén-dioxid körülbelül egynegyedét az embereknek az égbe, és széntartalmukban és zamatos lombozatukban tárolják a szén-dioxidot.
De a fák bajban vannak. 2015 volt a több mint egy évszázad legmelegebb éve - a rendkívül forró hőmérsékletek 39. egymást követő éve. Az elmúlt években az aszályok Ausztráliát, Indiát, Európát, az Egyesült Államokat és másutt is megsértették, és várhatóan gyakoribbá és súlyosabbá válnak.
Az Egyesült Államok Erdészeti Szolgálatának felmérései szerint 2014-ben csak Kaliforniában közel 12, 5 millió fát halt meg az aszály. Az ilyen veszteségek csapást jelentenek a bolygóra, mert amikor a fák meghalnak, a tárolt szén visszajut a légkörbe. A kiadás megismétli az üvegházhatást okozó gázokkal kapcsolatos problémáinkat, több aszály és több fahalálozás bevezetésével, folytatva a halálos ciklust.
