Termin suszy może być ważniejszy niż jej długość

Susza występująca na początku, w środku lub pod koniec sezonu wegetacyjnego może zupełnie inaczej wpływać na kwitnienie roślin i konkurencję między gatunkami. O przyszłości zbiorowisk roślinnych może więc decydować nie tylko ilość opadów, lecz także ich rozkład w czasie – wynika z badania opublikowanego w czasopiśmie „Ecology Letters”.

Eksperyment szklarniowy z udziałem gatunków śródziemnomorskich

Wiadomo, że postępujące zmiany klimatyczne wpływają zarówno na sumę opadów w ciągu roku, jak i ich rozkład w czasie. Pora deszczowa może zaczynać się później, kończyć wcześniej albo być przedzielana coraz dłuższymi okresami bez opadów. Naukowcy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie sprawdzili, jak susza występująca na różnych etapach sezonu zmienia kwitnienie roślin oraz ich reakcje na obecność innych gatunków.

W tym celu przeprowadzili duży eksperyment szklarniowy z udziałem tysięcy roślin należących do pięciu pospolitych gatunków śródziemnomorskich.

Wszystkie rośliny otrzymały łącznie taką samą ilość wody i przez taką samą liczbę dni musiały radzić sobie bez podlewania. Okresy suszy, trwające pięć tygodni, przypadały jednak w każdej z grup w innym terminie: na początku, w środku albo pod koniec sezonu deszczowego, który w tym regionie trwa zwykle od połowy października do początku kwietnia.

Do tego część obserwowanych upraw rosła osobno, a część w wielogatunkowych zbiorowiskach, co pozwoliło naukowcom ocenić, czy obecność sąsiednich gatunków zmienia reakcję na niedobór wody.

Kiedy niedobór wody jest najbardziej szkodliwy?

Okazało się, że termin suszy miał zasadnicze znaczenie. Pięciotygodniowy niedobór wody w środku zimy wywarł zaskakująco niewielki wpływ na kwitnienie. Z kolei susza jesienna wyraźnie opóźniała rozpoczęcie tego procesu, a wiosenna sprawiała, że rośliny wcześniej przestawały kwitnąć. W tym ostatnim przypadku sezon kwitnienia uległ więc znacznemu skróceniu.

Rywalizacja gatunków i tzw. separacja nisz

Zauważono też, że poszczególne gatunki bardzo różnie reagowały na suszę; znaczenie miało również to, czy rosły same, czy wśród innych roślin. W mieszanych zbiorowiskach zakwitały i przekwitały w różnych momentach, przez co rzadziej kwitły jednocześnie. Zdaniem badaczy mogło to zmniejszać ich rywalizację o wodę i inne zasoby.

Jak wyjaśnili, takie rozłożenie aktywności poszczególnych gatunków w czasie nazywa się separacją nisz. Dotychczas sądzono, że terminy kwitnienia kształtują się głównie w wyniku długotrwałych procesów ewolucyjnych. Uzyskane wyniki pokazują jednak, że mogą one zależeć także od aktualnych warunków i obecności innych gatunków, bez zmian genetycznych.

Mechanizm pobierania wody a zmiany klimatu

Zdaniem naukowców nie musi to jednak oznaczać, że rośliny w jakikolwiek sposób decydują o unikaniu konkurencji. Mechanizm polega prawdopodobnie na tym, że roślina, która pierwsza pobiera wodę z gleby, pozostawia jej mniej swoim sąsiadom. Powstający niedobór zmusza ich do późniejszego rozpoczęcia lub wcześniejszego zakończenia kwitnienia.

„Większość ludzi sądzi, że susza to po prostu mniejsza ilość opadów, ale my odkryliśmy, że ogromne znaczenie ma również moment jej wystąpienia. Nawet taka sama ilość wody może przynieść zupełnie inne skutki, jeżeli jej niedobór wystąpi na innym etapie sezonu” – powiedział współautor publikacji, doktorant Barel Tsafon. – „Pokazuje to, że nie da się zrozumieć skutków zmian klimatu, badając każdy gatunek osobno, w izolacji od innych”.