Badanie przeprowadzone przez Colorado State University w czterech lasach Panamy analizowało zmiany zachodzące w korzeniach
W głębi lasów tropikalnych Panamy, gdzie wilgoć i cień często panują pod gęstym baldachimem, pod ziemią zachodzi cicha transformacja. Naukowcy z Colorado State University odkryli, że drzewa w tym regionie stosują nieoczekiwaną „taktykę” w obliczu zagrożenia suszą: wykształcają dłuższe i głębsze korzenie, aby szukać wody w niższych warstwach gleby.
Odkrycie to ujawniło strategię przetrwania, która podważa odporność tych ekosystemów na zmiany klimatyczne.
Eksperyment, znany jako PARCHED (Panama Rainforest Changes with Experimental Drying), opublikowany w czasopiśmie New Phytologist, był prowadzony przez pięć lat w czterech różnych obszarach lasów tropikalnych Panamy. Daniela Cusack, profesor nadzwyczajny na Colorado State University, kierowała zespołem, który zainstalował przezroczyste zadaszenia nad działkami leśnymi, aby wyeliminować do 70% opadów deszczu, oraz wykopy wyłożone folią, aby zablokować dostęp do wody z zewnątrz. Manipulacja ta pozwoliła zaobserwować, jak drzewa reagują na środowisko charakteryzujące się chroniczną suszą.
Naukowcy zastosowali trzy uzupełniające się metody: pobrali próbki gleby, zainstalowali pułapki na korzenie w kolumnach z siatki i wykorzystali podziemne kamery umieszczone w akrylowych rurkach zakopanych na głębokości do 1,2 metra. Celem było monitorowanie wzrostu, obumierania i rozmieszczenia korzeni na różnych głębokościach i w różnych porach roku.
Głębokie korzenie, ograniczona reakcja na suszę
Wyniki pokazały, że długotrwała susza zmniejszyła produkcję cieńkich korzeni powierzchniowych o około 50% i żywą biomasę tych korzeni o 21%. Jednak drzewa zareagowały wysyłając nowe cienkie korzenie w głąb gleby, gdzie wilgoć utrzymuje się dłużej. Ta zdolność do przenoszenia zasobów podziemnych została zaobserwowana w czterech badanych lasach, pomimo różnic w gatunkach, glebach i wzorcach opadów.
„Drzewa zrekompensowały utratę korzeni powierzchniowych, wysyłając cienkie korzenie na większą głębokość, prawdopodobnie w celu wychwytywania wilgoci” – wyjaśnił Cusack. Jednak adaptacja ta nie jest w stanie zrekompensować utraty węgla wynikającej z obumarcia korzeni powierzchniowych, co jest kluczową informacją dla zrozumienia długoterminowego wpływu na magazynowanie węgla w tych ekosystemach.
Oprócz wzrostu głębokich korzeni naukowcy wykryli wzrost kolonizacji przetrwałych korzeni powierzchniowych przez grzyby mikoryzowe. Grzyby te tworzą symbiotyczne relacje z roślinami i ułatwiają absorpcję wody i składników odżywczych, co może mieć większe znaczenie w warunkach suszy.
Wyniki sugerują, że drzewa nie tylko redystrybuują swoją biomasę korzeniową, ale także w większym stopniu polegają na współpracy z mikroorganizmami glebowymi, aby przetrwać w niekorzystnych warunkach. Ta reorganizacja systemu korzeniowego i jego podziemnych sprzymierzeńców pociąga za sobą zmiany w dynamice lasu, wpływając zarówno na konkurencję między gatunkami, jak i ogólną funkcję ekosystemu.
Niepewność co do przyszłości lasów tropikalnychChociaż reakcja głębokich korzeni stanowi mechanizm adaptacyjny, naukowcy ostrzegają, że nie gwarantuje ona przetrwania w obliczu zmian klimatycznych. Cusack podkreślił, że badanie obejmuje zaledwie pięć lat, co jest krótkim okresem w życiu tych lasów, i nie jest jasne, jak długo będą one w stanie utrzymać tę strategię, zanim doświadczą poważniejszych konsekwencji.W ramach eksperymentu PARCHED przez pięć lat oceniano suszę w lasach panamskich.
Badaczka Daniela Yaffar z Oak Ridge National Laboratory oceniła badanie i ostrzegła, że wiele ewolucyjnych adaptacji pozwalających przetrwać suszę rozwija się przez tysiące lat, podczas gdy obecne tempo zmian klimatycznych może przekroczyć zdolności adaptacyjne wielu gatunków. „Gatunki mniej przystosowalne mogą zmniejszyć swoją liczebność lub zniknąć z ekosystemu” – stwierdziła Yaffar.Lasy tropikalne magazynują pod ziemią duże rezerwy węgla, a ich stabilność ma kluczowe znaczenie dla łagodzenia skutków globalnego ocieplenia. Eksperyment przeprowadzony przez Cusacka i Amandę Longhi Cordeiro pokazuje, że chociaż głębokie korzenie zapewniają tymczasowy „efekt ratunkowy”, utrata korzeni powierzchniowych może przełożyć się na netto zmniejszenie ilości węgla magazynowanego w glebie.
