Wydawałoby się, że zdolność do wytwarzania nasion, owoców czy orzechów będzie rosła wraz ze wzrostem drzew. Jednak nowe badania prowadzone przez zespół naukowców z 13 krajów z całego świata nie popierają tej hipotezy.
U około 80% z prawie 600 zbadanych gatunków płodność drzew osiągała wartość szczytową, gdy drzewa były umiarkowanej wielkości. Potem płodność zaczynała spadać. Pozostałe 20% gatunków niekoniecznie posiada sekretny eliksir młodości, twierdzą naukowcy. Te gatunki również prawdopodobnie doświadczają spadku płodności w pewnym wieku. Po prostu nie mamy jeszcze wystarczających danych na temat starszych, większych drzew dla tych gatunków, aby mieć pewność.
- Owoce i orzechy drzew stanowią 3% diety człowieka. Są również ważne dla wielu ptaków i małych ssaków, a nasiona drzew są niezbędne do regeneracji lasów. Aby skutecznie zarządzać tymi zasobami i je chronić, musimy wiedzieć, czy prawdopodobne jest wystąpienie spadku płodności oraz w jakim rozmiarze lub wieku może się taki spadek pojawić – powiedział dr Tong Qiu, badacz z Duke’s Nicholas School of the Environment, który kierował badaniami.
Odpowiedź na to, wydawałoby się bardzo proste, pytanie do tej pory pozostawało w sferze domysłów.
- Z jednej strony jest niezwykle nieprawdopodobne, aby płodność drzew wzrastała w nieskończoność wraz z wiekiem i wielkością, biorąc pod uwagę to, co wiemy o starzeniu się lub pogarszaniu się funkcji fizjologicznych związanym z wiekiem u ludzi i innych organizmów wielokomórkowych – powiedział James S. Clark, Nicholas. Wybitny profesor nauk o środowisku w Duke. - Z drugiej strony, ściśle mówiąc, nie było jednoznacznych dowodów, aby to obalić – dodaje dr hab. Michał Bogdziewicz, biolog z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Ponieważ wiele upraw drzew owocowych jest wymienianych co dwie lub trzy dekady, oraz z powodu trudności w monitorowaniu produkcji nasion na drzewach rosnących poza uprawą, większość badań dotyczących płodności drzew do tej pory opierała się na zestawach danych, które zawierały głównie młodsze drzewa - które wciąż są małe lub średnie, wyjaśnia dalej Clark. Nie mając wystarczających danych na temat produkcji nasion na późniejszych etapach rozwoju osobników, naukowcy musieli szacować te liczby na podstawie średnich z wcześniejszych etapów.
Problem polega na tym, że drzewa niekoniecznie produkują regularną liczbę nasion każdego roku, niezależnie od wielkości i wieku. Mogą występować ogromne różnice z roku na rok i pomiędzy drzewami – od zera nasion w jednym roku do milionów w następnym. Tak więc wykorzystanie średnich obserwacji z przeszłości do prognozowania przyszłej produkcji może prowadzić do sporych błędów.
Nowe badanie pozwala uniknąć tego problemu, syntetyzując dane dotyczące produkcji nasion dla 585 670 drzew z 597 gatunków monitorowanych za pośrednictwem sieci MASTIF (Masting Inference and Forecasting). Michał Bogdziewicz z UAM jest jednym z członków tej dynamicznie rozwijającej się grupy badawczej. W ramach stypendium badawczego Bekkera finansowanego przez Narodową Agencje Wymiany Akademickiej przez najbliższe dwa lata będzie pracował w laboratorium Clarka.
Globalna baza danych stworzona przez sieć zawiera szczegółowe dane, często sięgające wielu dziesięcioleci wstecz, dotyczące rocznej produkcji nasion przez drzewa rosnące w ponad 500 różnych miejscach w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej, Azji, Europie i Afryce. Nowe obserwacje można łatwo do bazy danych. Każdy może to zrobić, a o tym jak można przeczytać tutaj: https://sites.nicholas.duke.edu/clarklab/track-my-trees-with-inaturalist/
Dostęp do tak ogromnego repozytorium surowych danych umożliwił Qiu, Clarkowi i ich kolegom opracowanie skalibrowanego modelu aby i dokładnie obliczyć długoterminową płodność drzew.
- Dla większości badanych przez nas gatunków, w tym ludzi, jedną z najbardziej podstawowych zmiennych, które mierzymy, jest wskaźnik urodzeń. Dla zwierząt często jest to proste – liczysz jaja w gnieździe lub szczenięta w miocie. Ale kiedy chodzi o drzewa, jest to trudniejsze. Bardzo trudno jest bezpośrednio obserwować, ile nasion jest produkowanych – wyobraźmy sobie liczenie wszystkich żołędzi na 100 letnim buku. Jak pokazuje to badanie, przybliżanie również nie działa. Potrzebny jest inny sposób. Nasz model może rozwiązać ten problem – powiedział Clark.
Clark, Qiu, Bogdziewicz i ich koledzy opublikowali swoje badanie w Proceedings of the National Academy of Sciences. Pięćdziesięciu dziewięciu badaczy z 13 krajów– Chile, Włoch, Kanady, Polski, Francji, Hiszpanii, Szwajcarii, Japonii, Słowenii, Niemiec, Panamy, Portoryko i Stanów Zjednoczonych – jest współautorem badania.
“Is There Tree Senescence? The Fecundity Evidence,” T. Qiu, M.C. Aavena Acuna, R. Andrus, D. Ascoli, Y. Bergeron, R. Berretti, M. Bogdziewicz, T. Boivin, R. Bonal, T. Caignard, R. Calama, J.J. Camarero, C. Clark, B. Courbaud, S. Delzon, S. Donoso Calderon, W. Farfan-Rios, C.A. Gehring, G.S. Gilbert, C.H. Greenberg, Q. Guo, J. Hille Ris Lambers, K. Hoshizaki, I. Ibanez, V. Journé, C.L. Kilner, R. Kobe, W.D. Koenig, G. Kunstler, J.M. LaMontagne, M. Ledwon, J.A. Lutz, R. Motta, J.A. Myers, T.A. Nagel, C.L. Nuñez, I.S. Pearse, Ł. Piechnik, J. Poulson, R. Poulton-Kamakura, M.D. Redmond, C.D. Reid, K.C. Rodman, C.L. Scher, H. Schmidt Van Marle, B. Seget, S. Sharma, M. Silman, J.J. Swenson, M. Swift, M. Uriarte, G. Vacchiano, T.T. Veblen, A.V. Whipple, T.G. Whitham, A.P. Wion, J. Wright, K. Zhu, J.K. Zimmerman, M. Zywiec, and J.S. Clark; Aug. 16, 2021, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2106130118.
fot. P. Stanula
