Τα ψηλότερα τροπικά δέντρα στον κόσμο διαθέτουν εξελιγμένη άμυνα κατά της ξηρασίας
Τα ψηλότερα τροπικά δέντρα στον κόσμο ανεβάζουν το νερό στα υψηλότερα φύλλα τους χωρίς καταπόνηση, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Αυτοί οι γίγαντες - τα διπτεροκάρπια που υψώνονται πάνω από τα τροπικά δάση της Νοτιοανατολικής Ασίας - ανακατασκευάζουν το εσωτερικό τους σύστημα υδραυλικών εγκαταστάσεων καθώς μεγαλώνουν, έτσι ώστε το ύψος να μην τους αφήνει ποτέ στερημένους από νερό.
Το εύρημα αυτό ανατρέπει μια μακροχρόνια άποψη ότι τα γιγάντια δέντρα δυσκολεύονται να παραμείνουν ενυδατωμένα και έτσι πεθαίνουν πιο εύκολα σε περίπτωση ξηρασίας. Επειδή τα μεγαλύτερα δέντρα συγκρατούν μεγάλο μέρος του άνθρακα ενός δάσους, αυτή η υπόθεση βρίσκεται σε ορισμένα κλιματικά μοντέλα και η παρούσα εργασία υποδηλώνει ότι είναι λανθασμένη.
Μια μη δοκιμασμένη υπόθεση
Για δεκαετίες, οι φυτοεπιστήμονες υποστήριζαν ότι η ανάπτυξη υψηλών επιπέδων θα έπρεπε να έχει ένα κρυφό κόστος. Το νερό που ανεβαίνει από τις ρίζες στα φύλλα συναντά μεγαλύτερη αντίσταση όσο πιο μακριά ταξιδεύει, ενώ η βαρύτητα τραβάει πιο δυνατά τη στήλη με κάθε επιπλέον πόδι.
Όσο ψηλότερο είναι το δέντρο, τόσο πιο δυνατά πρέπει να τραβάει τα φύλλα του για να ανυψώσει το νερό στην κορυφή. Θεωρητικά, αυτή η τάση θα πρέπει να επιβραδύνει την ανάπτυξη και να αφήνει τα ψηλότερα κλαδιά σε μεγαλύτερο κίνδυνο όταν σταματήσει η βροχή. Κανείς, ωστόσο, δεν είχε δοκιμάσει την ιδέα στις κορυφές των πολύ ψηλότερων δέντρων.
Μια ομάδα με έδρα το Πανεπιστήμιο του Έξετερ και το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ , με επικεφαλής τον φυτοοικολόγο Δρ. Πάολο Μπίτενκουρτ , ξεκίνησε να καλύπτει αυτό το κενό. Εργαζόμενοι στο Δασικό Καταφύγιο Kabili-Sepilok στη Σαμπάχ, μια πολιτεία της Μαλαισίας στο νησί Βόρνεο, συνεργάστηκαν με επαγγελματίες αναρριχητές.
Πριν από την αυγή, όταν τα δέντρα συγκρατούσαν το περισσότερο νερό, η ομάδα συνέλεξε δείγματα φύλλων, κλαδιών και κορμών από διαφορετικά ύψη σε 38 δέντρα πέντε ειδών Διπτεροκάρπιου . Το ψηλότερο έφτανε περίπου τα 70 μέτρα και η οικογένεια μπορεί να φτάσει τα 79 μέτρα.
Σε κάθε δέντρο, κατέγραψαν 25 χαρακτηριστικά που συνδέονται με τον τρόπο που το νερό κινείται μέσα στο ξύλο. Όταν ρωτήθηκε από το Earth.com τι την εξέπληξε περισσότερο, η καθηγήτρια Lucy Rowland , συν-συγγραφέας και φυτοεπιστήμονας στο Έξετερ, είπε: «Το εκπληκτικό είναι ότι αυτά τα δέντρα καταφέρνουν να αντισταθμίσουν τις επιπτώσεις της βαρύτητας καθώς μεγαλώνουν».
Πιο φαρδύ στη βάση
Οι μετρήσεις αποκάλυψαν ένα σύνολο ρυθμίσεων που διατηρούν ολόκληρο το σύστημα σε λειτουργία. Ξεκινά κοντά στο έδαφος.
Τα ψηλότερα δέντρα, σύμφωνα με την ομάδα, τείνουν να ξεκινούν με πλατύτερα δοχεία μεταφοράς νερού χαμηλότερα. Αυτά τα δοχεία, γνωστά μαζί ως ξύλωμα , σχηματίζουν τους αγωγούς που μετακινούν το νερό από τις ρίζες στα φύλλα.
Αυτή η διεύρυνση κάνει περισσότερη δουλειά από ό,τι φαίνεται. Ο όγκος που μπορεί να μεταφέρει αυξάνεται απότομα καθώς φαρδαίνει - πολύ πιο γρήγορα από ό,τι το επιπλέον μήκος ενός ψηλότερου κορμού το συγκρατεί. Αυτό το κέρδος υπερισχύει. Μια μέτρια αύξηση στο πλάτος κοντά στη βάση αντισταθμίζει τη μεγαλύτερη άνοδο προς την κορυφή.
Τα φύλλα παίζουν επίσης τον ρόλο τους. Αυτά που βρίσκονται ψηλότερα στο θόλο μπορούν να υποστούν μεγαλύτερη υδατική καταπόνηση πριν μαραθούν, ανεχόμενα την ισχυρότερη έλξη που απαιτεί το ύψος. Οι αλλαγές φαίνεται να προστατεύουν από την εμβολή , τις φυσαλίδες αέρα που σχηματίζονται υπό τάση και φράζουν ένα αγγείο, αποκόπτοντας το νερό από πάνω του.
Αυτή η ανοχή διατηρεί την κόμη παραγωγική. Ο Rowland μοιράστηκε με το Earth.com: «Αυτό σημαίνει ότι τα φύλλα στην κορυφή των ψηλότερων δέντρων μπορούν να συνεχίσουν βασικές λειτουργίες, όπως η φωτοσύνθεση, σε μεγαλύτερα επίπεδα υδατικής καταπόνησης».
Το μοτίβο ταιριάζει με μια θεωρία που κέρδιζε υποστήριξη. Μια εργασία του 2024 υποστήριζε ότι τα δέντρα διευρύνουν τα αγγεία τους προς τη βάση ακριβώς για να ακυρώσουν την ποινή του ύψους και προέβλεψε την αντιστάθμιση που κατέγραψαν στη συνέχεια οι αναρριχητές. Μέχρι αυτή τη μελέτη, κανείς δεν είχε επιβεβαιώσει αυτήν την πρόβλεψη στις κορυφές των ψηλότερων δέντρων.
Δοκιμασμένο από την ξηρασία
Τα φαρδύτερα αγγεία και τα πιο σκληρά φύλλα είναι ένα πράγμα. Η επιβίωση από μια πραγματική ξηρασία είναι κάτι άλλο. Ένα ισχυρό Ελ Νίνιο ξήρανε την περιοχή κατά τη διάρκεια του 2023 και του 2024, δίνοντας στην ομάδα την ευκαιρία να δει εάν το ύψος μετατράπηκε σε εμπόδιο όταν το νερό άρχισε να λιγοστεύει.
Παρακολούθησαν πόσο γρήγορα πάχυναν οι κορμοί πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την περίοδο ξηρασίας. Το ύψος δεν έπαιξε κανένα ρόλο στο τίμημα που προκάλεσε η ξηρασία. Τα ψηλά δέντρα δεν επιβράδυναν περισσότερο από τα κοντά, ένα σημάδι ότι τα συστήματα ύδρευσης τους αντιμετώπιζαν την πίεση αντί να αποτυγχάνουν υπό αυτήν.
Το μέγεθος και μόνο τους καθιστά αυτή την ανθεκτικότητα μετρήσιμη. Το ψηλότερο 1% κατέχει περισσότερο από το μισό του υπέργειου άνθρακα ενός δάσους, και η παλαιότερη άποψη υποστήριζε ότι ένα ασθενέστερο σύστημα ύδατος καθιστούσε αυτούς τους γίγαντες πιο πιθανό να πεθάνουν όταν χτυπούσε η ξηρασία - ένας φόβος που είναι εγγεγραμμένος σε ορισμένα μοντέλα για το πώς ένα θερμαινόμενο κλίμα θα μεταβάλει τα δάση.
Αυτά τα νέα αποτελέσματα μετριάζουν αυτόν τον φόβο χωρίς να τον σβήνουν. Ο Rowland δήλωσε στο Earth.com: «Αυτό υποδηλώνει ότι μπορεί να μην αντιμετωπίζουμε επικείμενες απώλειες των μεγαλύτερων αποθεμάτων άνθρακα των δασών μας λόγω ξηρασίας, ωστόσο οι συνεχιζόμενες κλιματικές αλλαγές και οι πιο έντονες ξηρασίες θα συνεχίσουν να απειλούν την καταβόθρα άνθρακα των δέντρων όλων των υψών στα τροπικά μας δάση».
Το αποτέλεσμα βασίζεται σε προηγούμενες εργασίες στα ίδια δάση. Μια μελέτη του 2022 για τα διπτεροκάρπια του Βόρνεο διαπίστωσε ότι η ικανότητά τους να μετακινούν νερό αυξανόταν με το ύψος, ενώ η αντίστασή τους στα φράγματα αέρα παρέμεινε σταθερή, μια πρώιμη ένδειξη της πράξης ισορροπίας που τώρα μετριέται απευθείας κατά μήκος ολόκληρων δέντρων.
Τι κρατούν οι γίγαντες
Οι επιπτώσεις εκτείνονται πολύ πέρα από μια μόνο οικογένεια δέντρων. Εάν τα γιγάντια δέντρα είναι πιο ανθεκτικά από ό,τι υποτίθεται, τότε οι προβλέψεις που αναμένουν ότι θα αραιώσουν πρώτα καθώς οι ξηρασίες θα επιδεινώνονται μπορεί να είναι πολύ απαισιόδοξες για το μέλλον των τροπικών περιοχών.
Το πόσο μακριά θα φτάσει το εύρημα παραμένει άγνωστο. Μια παγκόσμια ανάλυση διαπίστωσε ότι σε πολλά είδη, το ύψος ενός δέντρου και ο τρόπος με τον οποίο μεταφέρει νερό τείνουν να αυξάνονται μαζί, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αντιστάθμιση που παρατηρείται στο Βόρνεο μπορεί να μην είναι μοναδική. Η ομάδα είναι προσεκτική ώστε να αναφέρει ότι τα αποτελέσματά της καλύπτουν τα Διπτεροκάρπια, όχι κάθε ψηλό δέντρο στη Γη.
Για τους ερευνητές που αποκαλούν αυτά τα δάση σπίτι τους, το αποτέλεσμα έχει βαρύτητα.
«Ως Μαλαισιανός ερευνητής που συνυπέγραψε αυτή τη μελέτη, ελπίζω ότι το να δείξω ότι ακόμη και τα ψηλότερα από αυτά τα δέντρα είναι υδραυλικά ανθεκτικά στην ξηρασία θα ενισχύσει την υπόθεση υπέρ της προστασίας αυτών των δασών σε ένα μεταβαλλόμενο κλίμα», δήλωσε ο Palasiah Jotan, διδακτορικός ερευνητής και συν-συγγραφέας.
Αυτό που είναι πλέον σαφές είναι ότι το ύψος, από μόνο του, δεν αποδυναμώνει την ικανότητα συγκράτησης αυτών των δέντρων στο νερό. Πληρώνουν για το μέγεθός τους ανακατασκευάζοντας τις υδραυλικές τους εγκαταστάσεις καθώς μεγαλώνουν, και συνεχίζουν να αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της ξηρασίας ενώ το κάνουν αυτό. Το αν το ίδιο ισχύει για τις σεκόγιες, τους ευκάλυπτους και άλλους δασικούς γίγαντες είναι το επόμενο πράγμα που μπορεί να δοκιμάσει το πεδίο.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Science .
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα earth.com
περισσότερα,
Height does not impair the hydraulic system of the tallest tropical Dipterocarp trees-Paulo Bittencourt https://orcid.org/0000-0002-1618-9077, Arne Scheire https://orcid.org/0009-0006-6283-4010, Palasiah Jotan https://orcid.org/0000-0003-4973-9407, Jehova Lourenço, Jr. https://orcid.org/0000-0001-7815-7209, Lindsay F. Banin https://orcid.org/0000-0002-1168-3914, Mohd Aminur Faiz bin Suis https://orcid.org/0009-0005-5151-599X, David F. R. P. Burslem https://orcid.org/0000-0001-6033-0990, Bradley Christoffersen https://orcid.org/0000-0002-4890-9999, David Coomes https://orcid.org/0000-0002-8261-2582, [...] , and Lucy Rowland
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea9013?__cf_chl_f_tk=KZvl6DO5MtBDwFGshwlDe4k4DlEUOUaq7hD2XeNcXp0-1783374277-1.0.1.1-U06jr37glSVXO_Fj1Jb5.Tb8bkHvxDuwGr4gWSbUh.0
https://www.earth.com/news/the-worlds-tallest-tropical-trees-have-a-sophisticated-defense-against-drought/
