Od ponad czterech dekad międzynarodowy zespół naukowców skrupulatnie liczył w Anglii produkowane przez buki (Fagus sylvatica) nasiona. W 2022 r. naukowcy postanowili pójść o krok dalej: pobrali tzw. „rdzenie” z pni 57 drzew i przeanalizowali szerokość słojów, aby sprawdzić, jak zmieniał się roczny przyrost drewna w ostatnich 43 latach. Wyniki, opublikowane w PNAS, okazały się zaskakujące: w badanych populacjach zmiany w produkcji nasion spowodowały widoczny spadek przyrostu, nawet mimo braku nasilających się susz.
- To zupełnie nowy mechanizm, przez który zmiany klimatu mogą hamować wzrost drzew - wyjaśnia prof. Michał Bogdziewicz z Centrum Biologii Lasu Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, współautor badań. - Wcześniej naukowcy skupiali się głównie na bezpośrednich skutkach susz czy upałów, a tymczasem bardziej regularne kwitnienie i owocowanie odbiera drzewom część zasobów potrzebnych do wzrostu.
Lata nasienne pod lupą
Buki, podobnie jak wiele innych gatunków drzew, rozmnażają się przez tzw. „lata nasienne” – okresy z masowym, skoordynowanym wytwarzaniem tysięcy nasion, przeplatane latami z niemal zerową ich produkcją. W takiej strategii drzewa zwykle oszczędzają energię, a kiedy decydują się „zainwestować” w nasiona, robią to masowo i jednocześnie, zapewniając sobie sukces zapylania i ograniczając straty spowodowane zjadaniem nasion przez zwierzęta. Jednak według danych autorów wraz z ociepleniem klimatu buki zaczęły zmieniać rytm swoich lat nasiennych.
- Nasze analizy pokazują, że w Anglii po 2005 roku buki coraz częściej wytwarzały nasiona, ale jednocześnie lata nasienne nie były już ani tak duże ani tak skoordynowane w skali populacji - mówi dr Andrew Hacket-Pain z Uniwersytetu w Liverpoolu, autor publikacji. - Nazywamy to “załamaniem się lat nasiennych”, czyli spadkiem między-rocznej zmienności w produkcji nasion połączonym ze zmniejszoną synchronizacją.
Co ma wspólnego więcej nasion z mniejszym przyrostem?
Intensywne kwitnienie i zawiązywanie nasion wymaga dużych nakładów energii. Kiedy uprawiamy w ogródku pomidory, wiemy, że jeśli roślina „skupi się” na zbyt wielu owocach, jej wzrost i kondycja mogą ucierpieć. Podobna zasada dotyczy drzew, choć u nich procesy te rozciągają się na lata. Wyniki z mierzenia słojów pokazały, bardziej regularna produkcja nasion wiązała się z jednoczesnym spadkiem rocznych przyrostów drewna średnio aż o 28% – z 1,6 mm do ok. 1,16 mm w ciągu czterech dekad.
Co ważne, w rejonie Anglii skąd pochodziły zebrane dane nie odnotowano w tym samym czasie istotnego trendu nasilania się letnich susz. Oznacza to, że w miejscu prowadzenia badań nie zmieniły się dramatycznie warunki hydrologiczne, a mimo to buki rosną coraz wolniej. Główny podejrzany to więc właśnie częstsza produkcja nasion w odpowiedzi na rosnące temperatury latem.
Perfekcyjna burza dla buczyny?
Z jednej strony drzewa inwestują więcej zasobów w nasiona, co ogranicza ich wzrost. Z drugiej natomiast obserwacje pokazują, że skutek jest odwrotny od zamierzonego. Ponieważ buki nie kwitną już tak zgodnie (synchronicznie), zapylanie staje się mniej efektywne, a konsumenci nasion (np. owady czy gryzonie) mają więcej lat z umiarkowaną liczbą nasion do zjedzenia, więc radzą sobie lepiej i zjadają większy procent nasion. W efekcie wiąże się to z mniejszą liczbą młodych siewek, czyli ograniczeniem szans na regenerację i przetrwanie gatunku w przyszłości.
- Mamy tu niepokojącą kombinację czynników, taką “perfekcyjną burzę” - tłumaczy dr Jakub Szymkowiak z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, współautor pracy. - Częstsza liczba lat, gdy buki produkują nasiona wyczerpuje zasoby drzew, a jednocześnie nie przekłada się na więcej siewek, bo nasiona są zjadane albo nie dochodzi do skutecznego zapylenia.
Co dalej z bukami?
Przyrost roczny pnia to nie tylko miara wzrostu, ale także wskaźnik kondycji drzewa. Wolniejszy wzrost może oznaczać większą podatność na choroby czy susze, a ostatecznie nawet do wzrostu śmiertelności drzew w obliczu dalszego ocieplania się klimatu. Buki są jednym z najważniejszych gatunków drzew w Europie, a ich kondycja znacząco wpływa na bilans węgla i różnorodność biologiczną naszych lasów.
Naukowcy podkreślają, że to co zobaczyli w Anglii może mieć miejsce także w innych rejonach Europy. Lata są coraz cieplejsze, więc podobny „rozpad lat nasiennych” można zaobserwować w wielu populacjach, w tym polskich - mówi dr Maciej Barczyk, autor badań i postdoc w Centrum Biologii Lasu UAM. Choć częściej analizuje się wpływ skrajnych zjawisk pogodowych (gwałtowne susze, ekstremalne upały), wyniki najnowszych badań pokazują, że klimat może oddziaływać na lasy w sposób bardziej subtelny, poprzez zmiany w strategiach reprodukcyjnych drzew.
- To ważne ostrzeżenie, że w dobie gwałtownego ocieplenia klimatu nie wolno nam zapominać o długofalowych, pośrednich skutkach tych zmian - komentuje dr Jakub Szymkowiak z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza. - Podobne zależności mogą zachodzić u wielu innych gatunków, a ich poznanie jest kluczowe, jeśli chcemy skutecznie chronić bioróżnorodność i usługi ekosystemowe lasów.
Badania, finansowane przez Narodowe Centrum Nauki, są wynikiem współpracy naukowców z Polski, Wielkiej Brytanii oraz Nowej Zelandii.
Hacket-Pain A., Szymkowiak J., Journe V., Barczyk M.K., Thomas P., Lageard J., Kelly D., Bogdziewicz M. (2025) Growth decline in European beech associated with temperature-driven increase in reproductive allocation. PNAS. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2423181122
Fot. prof. Michał Bogdziewicz
