Zaradne drzewa

Najnowsze badania wykazały, że liście drzew potrafią utrzymywać niemal stałą temperaturę niezależnie od tego, czy rosną w Meksyku czy na północy Kanady. Naukowcy przyjrzeli się 39 gatunkom północnoamerykańskich drzew żyjących na obszarach rozciągających się na przestrzeni 50 stopni szerokości geograficznej. Okazało się, że ich liście niezależnie od pogody utrzymują temperaturę około 21 stopni Celsjusza, co pozwala im na wydajną fotosyntezę.

Nowe odkrycie może zaważyć na metodach modelowania zmian klimatycznych w przeszłości i przyszłości, które bazują na obserwacji pierścieni przyrostów rocznych w drzewach.

Naukowcy wnioskują o klimacie z przeszłości na podstawie obserwacji izotopów tlenu w pierścieniach. Tlen atmosferyczny składa się z dwóch izotopów: ¹⁶O i ¹⁸O. Temperatura wpływa na ich relatywną zawartość w drewnie, tak więc na tej podstawie można wysuwać wnioski co do przeszłych temperatur. Ponadto wpływ ma też wilgotność. Lżejszy z izotopów, ¹⁶O, łatwiej odparowuje, a więc większa koncentracja ¹⁸O świadczy o mniejszej wilgotności powietrza.
Tak więc uczeni obserwując zmiany koncentracji wspomnianych izotopów w drzewie określali klimat nawet o miliony lat wstecz.

Brent Helliker z University of Pennsylvania mówi, że ta technika zawsze wydawała mu się niewłaściwa. Zakładała bowiem, że temperatura korony drzewa była taka sama, jak temperatura otoczenia. Jako ekofizjolog roślin wiem, że taka sytuacja jest mało prawdopodobna - dodaje. Tym bardziej, że przebieg procesu fotosyntezy jest wrażliwy na temperaturę, a więc rośliny muszą w jakiś sposób chronić się przed kaprysami pogody. Zbyt niska temperatura może znacząco zwolnić proces fotosyntezy i roślina nie otrzyma niezbędnych składników odżywczych, a zbyt wysoka uszkadza błony komórkowe. Chyba nikogo nie zdziwi przypuszczenie, że kanadyjski niedźwiedź polarny będzie miał taką samą temperaturę ciała, co niedźwiedź na Florydzie. Z drugiej jednak strony, stwierdzenie, że kanadyjski świerk czarny może mieć taką samą temperaturę jak sosna na Karaibach, wywołuje zdziwienie. Drzewa nie są przecież endotermiczne. - mówi profesor Helliker.

Uczony wraz z doktor Suzanną Richter postanowili użyć metody oznaczania izotopów tlenu do zbadania współczesnych drzew, a następnie porównali uzyskane dane z raportami pogodowymi. Oczywiście temperatura liści zmienia się w ciągu dnia, jednak ilość izotopów tlenu powinna wyznaczać średnią temperaturę liści gdy zmieniają one pobrany dwutlenek węgla w cukry. Badania naukowców wykazały, że średnia temperatura liści wynosi 21 stopni Celsjusza, niezależnie od szerokości geograficznej, w jakiej rośnie drzewo.

Drzewa stosują różne strategie utrzymania temperatury. W cieplejszych regionach zmieniają kąt nachylenia liści tak, by padało na nie mniej słońca, zwiększają powierzchnię chłodzącą poprzez rosnące na liściach włoski czy też "pocą się", poświęcając część wody na chłodzenie. W regionach zimnych zbliżają liście do siebie tak, by wzajemnie chroniły się przed utratą ciepła.

Badania Hellikera i Richter pokazują więc, że wnioskując o zmianach klimatycznych na podstawie pierścieni wzrostu, należy spojrzeć na roślinę jako na całość, a nie tylko na jej część.

temperatura drzewo izotop tlenu klimat