версія для друку
18.06.2010 Квіткова сила робить тропіки більш холодними і вологими

16 червня 2010

Фото: Щільність жилкування у квіткових рослинв чотири рази вища, ніж у будь-якого іншого виду рослин, сучасних чи вимерлих. Різницю в щільності жилкування легко побачити у цьому зображенні листа папороті, який лежить поверх листа квіткової рослини.

Світ холодніший і більш вологий завдяки квітковим рослинам, згідно з результатами нової кліматичної симуляції, опублікованими в Proceedings of the Royal Society B. Цей ефект особливо виражений в басейні Амазонки - якщо замінити квіткові рослини не квітковими видами це призведе до 80-вітсоткового зменшення зони охопленої постійно мокрими дощовими лісами. Розрахунки свідчать про важливість фізіології квіткових рослин у регулюванні клімату дощових лісів, регіонів де сухий сезон короткий або взагалі відсутній і де біорізноманіття є найбільшим.

"Щільність жилкування листя у квіткових рослин набагато вища, ніж у всіх інших рослин," каже провідний автор дослідження, К. Кевін Бойс (C. Kevin Boyce), ад'юнкт-професор геофізичних наук в університеті Чикаго. "З точки зору фізіології це важливо як для поглинання з атмосфери двоокису вуглецю для фотосинтезу, так і для випаровування води, транспірації. Ці два процеси обов'язково відбуваються разом. Не можливо поглинати СО2 без втрати води."

Ця вища щільність жилкування листя означає, що квіткові рослини відрізняються високою ефективністю транспірації води з ґрунту назад у небо, де вона може повернутися на Землю у вигляді дощу.

"Весь цей процес утилізації води залежить від транспірації і темпи транспірації були б набагато, набагато нижчими при відсутності квіткових рослин", сказав Бойс. "Ми це знаємо, оскільки листя жодної рослини у всьому палеонтологічному літопису і близько не підходить до щільності жилкування в листках квіткових рослин".

Впродовж довшої частини біологічної історії не існувало квіткових рослин – відомих в науці як покритонасінні рослини. Вони розвилися приблизно 120 мільйонів років тому під час Крейдового періоду і пройшло ще 20 мільйонів років доки вони стали широко поширеними. Квіткові види з’явилися з запізненням у світі судинних рослин, групи рослин в яку входять папороті, плаунові та хвойні. Але в даний час покритонасінні займають позицію світового панування серед рослин.

"Вони фактично є скрізь і всюди, якщо не брати до уваги великі висоти і дуже високі широти", каже Бойс.

Динозаври гуляли по Землі, коли квіткові рослини розвивалися, і різні дослідження вже намагались встановити зв'язок між зникненням динозаврів або, принаймні, їх еволюційним шляхом і еволюцією квіткових рослин. "Ці зусилля, завжди були дуже нечіткими і жодне з них не отримало достатньо підтримки", каже Бойс.

Бойс і Лі, тим не менше, працюють над моделюванням кліматичних впливів еволюції квіткових рослин на доісторичний світ. Але моделювання Землі Крейдового періоду - це складне завдання, оскільки планета була теплішою, континенти знаходились в інших угрупованнях і концентрації двоокису вуглецю були іншими.

"Світ сьогодні дійсно дуже відрізняється від світу 120 мільйонів років тому", сказав Бойс.

Розробка суперкомп'ютерного моделювання

В якості першого кроку, Бойс та співавтор Чун-Юн Лі, постдокторант геофізичних наук в університеті Чикаго, розглянули роль квіткових рослин у сучасному світі. Лі, атмосферний вчений, пристосував для цього дослідження «Модель клімату» спільноти Національного центру атмосферних досліджень (National Center for Atmospheric Research).

Працюючи на більш ніж 1 млн. рядків коду, симуляції обчислили рух повітря по всій земній кулі з роздільною здатністю в 300 квадратних кілометрів. Лі виконав симуляції на суперкомп'ютері в Національному енергетичному дослідному науково-обчислювальному центрі в Берклі, Каліфорнія (National Energy Research Scientific Computing Center).

"Рух повітря залежить від розподілу температури, а розподіл температури залежить від розподілу тепла", каже Лі. "Інтенсивність випаровування вологи дуже важлива для вирішення цього рівняння. Ось чому в нашій моделі враховуються рослини".

Симуляції показали важливість квіткових рослин в процесі рециркуляції води. Дощ падає, рослини поглинають його і виділяють більшу його частину зі свого листя назад в небо.

В симуляціях заміна квіткових рослин неквітковими в східній частині Північної Америки призвела до скорочення кількості опадів до 40 відсотків. Та ж сама заміна призвела до відстрочення початку мусону в басейні річки Амазонки з 26 жовтня на 10 січня.

"Вже давно доведено, що вирубування дощових лісів має подібний ефект", каже Бойс. Транспірація скорочується разом з втратою лісів, "і ми фактично втрачаємо через це опади ".

Дослідження останніх десятиліть запропонували зв'язок між різноманітністю організмів всіх видів, включаючи квіткові рослини, та достатком опадів і розміром тропічних лісів. Квіткові рослини сприяють збереженню свого власного різноманіття і одночасно підтримують різноманіття інших тварин та рослин. Дійсно, численні роди рослин і тварин почали процвітати незабаром після того як квіткові рослини почали домінувати в тропічних екосистемах.

Адреса джерела:  http://esciencenews.com/articles/2010/06/16/flower.power.makes.tropics.cooler.wetter
Показів: 1046