На этот раз в центре внимания ученых оказался тополь Фремонта (Populus fremontii), жизненно важный для пустынной экосистемы вид. Результаты нового исследования подчеркивают, что дальнейшее изменение климата и нехватка воды могут угрожать существованию этих деревьев и связанных с ними экосистем.
Тополь Фремонта занимает ключевое место в биологическом разнообразии пустыни, предоставляя тень, пищу и места для гнездования животным, таким как бобры и птицы. Эти деревья удивительно устойчивы: они способны пережить как знойное лето, так и холодную зиму. Однако, как поясняет соавтор работы Александра Шусслер, для выживания деревьям необходима вода. Именно этот ресурс становится все более дефицитным из-за изменения климата и воздействия человека на водные системы, например строительства плотин, которые изменяют естественные русла рек.
«Ограничение доступа к воде в сочетании с увеличением жары и засухи окажет разрушительное воздействие на тополь Фремонта», — отмечает Шусслер. «А это, в свою очередь, приведет к утрате местообитаний и дополнительному стрессу для других видов, которые зависят от этих деревьев».
В ходе эксперимента исследователи изучали молодые деревья, выращенные в контролируемых условиях Ботанического сада пустыни. Это четыре популяции тополя Фремонта, происходящие из различных климатических зон, чтобы понять, как деревья адаптируются к экстремальной жаре. Летом 2023 года, которое стал самым жарким за всю историю наблюдений, на листья деревьев установили датчики, фиксирующие их температуру.
Результаты показали, что деревья способны охлаждать свои листья через испарение влаги, подобно тому, как люди охлаждают кожу с помощью потоотделения. Даже при температурах до 48 деревья могли предотвратить перегрев, особенно те, которые происходят из самых жарких районов вдоль нижнего течения реки Колорадо. Однако при ограничении доступа к воде деревья из всех четырех популяций испытывали стресс от жары и засухи.
«Даже в таких экстремальных условиях, как рекордная жара июля, деревья продолжали охлаждаться», — поясняет Шусслер. «Но как только вода становилась недоступной, все популяции сталкивались с одинаково тяжелыми последствиями, независимо от их изначальной устойчивости».
Тополь Фремонта — водолюбивое дерево, чьи корни обычно достигают подземных вод или питаются от источников на поверхности. Но по мере того, как реки пересыхают, а грунтовые воды уходят в глубину, шансы этих деревьев на выживание стремительно сокращаются. Яркий пример — озеро Хавасу, возле которого некогда процветали густые заросли тополей, а сегодня деревья исчезли из-за недостатка воды и невыносимой жары. С исчезновением лесов утрачиваются и места обитания множества животных, а восстановление таких экосистем может занять десятилетия, если вообще окажется возможным.
Для человека последствия исчезновения тополя Фремонта также весьма ощутимы. Эти деревья играют важную роль в охлаждении рек, предотвращении эрозии берегов, увеличении биоразнообразия и создании тени в знойной пустыне. «Для многих людей пустыня ассоциируется с оазисами, где можно спрятаться под тенью дерева у воды», — говорит Шусслер. «Тополь Фремонта — важная часть этих зеленых лент вдоль рек, которые дают нам возможность отдохнуть от палящего солнца».
Специалисты намерены использовать деревья из более жарких регионов для восстановления утративших тополь территорий. Пересадка устойчивых популяций в зоны, где ранее росли деревья, может помочь восстановить утраченные экосистемы. Шусслер подчеркивает, что это исследование является лишь началом работы по защите уникальных деревьев и связанных с ними биологических сообществ.
Однако ключевым фактором остается управление водными ресурсами. «Если мы не начнем принимать серьезные меры по изменению подхода к использованию воды и адаптации к изменениям климата, мы рискуем потерять не только эти деревья, но и целые экосистемы, от которых зависит наше благополучие», — предупреждает она.
Ранее стало известно, что засуха охватила 40% суши на Земле.
