Skąd się biorą w lasach lata tłuste i chude?

"Są lata, kiedy żołędzi nie ma prawie wcale, a są lata, kiedy żołędzi jest tak dużo, że są nimi zasłane całe lasy. A w dodatku jeśli dąb ma rok nasienny, to dzieje się to nie w jednym lesie, ale w całym kraju czy w całej Europie" - opowiada w rozmowie z PAP dr Michał Bogdziewicz z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Podobna sytuacja ma miejsce w wypadku orzeszków bukowych, żołędzi, szyszek sosny czy świerku, migdałów, oliwek, owoców jarzębiny czy dzikich jabłek. Ich nasiona nie muszą pojawiać się co roku. Czasem po wytworzeniu nasion kolejne powstają za dwa lata, czasem dopiero za osiem lat. Regularność zależy od gatunku.

Jak to jest możliwe? Czy drzewa mają takie "lata tłuste i chude", zapisane w genach? A może w jakiś sposób komunikują się ze sobą? Ewolucyjne pochodzenie takiego mechanizmu zbadali naukowcy z międzynarodowego zespołu kierowanego przez Marcosa Fernandeza-Martineza z Uniwersytetu w Antwerpii. Efekty badania przedstawili w "Nature Plants". Współautorem publikacji jest dr Bogdziewicz.

IM ŁATWIEJ O ZASOBY, TYM WIĘKSZA REGULARNOŚĆ

Międzynarodowy zespół zbadał ponad 200 gatunków roślin z całego świata, które wykazują taką międzyroczną zmienność (im większa jest ta zmienność - tym trudniej przewidzieć, czy w danym roku będzie urodzaj, czy nie). "Sprawdziliśmy, ile zasobów, takich jak azot i fosfor jest w tkankach poszczególnych roślin. I porównaliśmy to ze zmiennością pojawiania się lat nasiennych" - mówi ekolog.

Z badań wynika, że im lepiej dany gatunek radzi sobie z pobieraniem zasobów ze środowiska, tym większa jest regularność tworzenia nasion. Jeśli bowiem jakieś drzewo wydaje w danym roku wiele nasion - traci cenne zasoby w postaci azotu czy fosforu, przez co musi na nowo zacząć je gromadzić. Zanim znów gotowe będzie do wytworzenia nasion, może minąć kilka lat. A im więcej jest tych cennych zasobów w środowiskach, w których żyje dany gatunek - i im lepiej gatunek ten umie pozyskiwać owe składniki, tym większa jest regularność urodzaju roślin.

Nie każdego roku na dębie ostrolistnym (Quercus ilex) znaleźć możemy żołędzie. Kiedy już jednak nasiona się pojawią – to na drzewach tego gatunku na wielkim obszarze. Naukowcy badali ewolucyjne podstawy tego zjawiska. Fot: Michał Bogdziewicz. 

"Taka strategia reprodukcyjna wyewoluowała więc jako odpowiedź na ograniczoną dostępność do zasobów takich jak azot i fosfor" - mówi naukowiec.

CZAS NAS UCZY POGODY? A MOŻE NA ODWRÓT

Pytany, jakim cudem wszystkie rośliny na wielkim obszarze wiedzą, że mają wydać w danym roku nasiona, dr Bogdziewicz zastrzega, że związanych z tym hipotez jest dużo. Jedna z popularniejszych zakłada, że czynnikiem synchronizującym jest pogoda. Najpierw więc rośliny mają przerwę w wydawaniu nasion, bo gromadzą zasoby. A gdy już to zrobią, wspólnie czekają na jakiś zewnętrzny sygnał, że nadszedł już czas na wydanie nasion. "Sądzi się, że rośliny z danego gatunku wspólnie odczytują wskazówki pogodowe - np. jeśli temperatura w danym roku odpowiednio przewyższa średnią z lat ubiegłych - wytwarzają się hormony, powodujące kwitnienie" - mówi naukowiec.

DRZEWA. POCZUCIE RYTMU MA ZNACZENIE

"Rośliny, które wypadną z cyklu, mają `przerąbane`. Taki osobnik jest wtedy jedynym w całym lesie, który ma nasiona. Wszystkie zwierzęta zbiegają się, żeby te nasiona zjeść. A przez to maleje szansa, że dany osobnik przetrwa lub że jego nasiona wydadzą plon" - mówi. Z kolei kiedy wszystkie osobniki na gigantycznym obszarze wydają owoce jednocześnie - zwierzęta nie dadzą rady zjeść wszystkich nasion. Szansa każdego osobnika na przekazanie genów potomstwu więc rośnie.

Dr Bogdziewicz zwraca uwagę, że z cyklem lat nasiennych związane są też cykle zwierząt. Są więc okresy, kiedy po latach nasiennych pojawia się więcej gryzoni, więcej szkodników i więcej pasożytów - takich jak kleszcze (a co za tym idzie - również więcej osób chorych na boreliozę).

SADY I LASY. PRZEWIDZIEĆ OBFITOŚĆ

Dr Bogdziewicz mówi, że bardzo trudno jest obecnie przewidzieć, czy dany rok będzie nasienny czy nie. Wyjaśnia on, że nawet wiosną, kiedy widzimy obfitość kwiatów na drzewach - nie można mieć pewności, czy przełoży się to na urodzaj nasion.

"Jeśli poznamy dobrze mechanizmy związane z obfitością nasion, będziemy stanie wcześniej przewidywać nadejście roku nasiennego. I dostosować do tego cyklu gospodarkę leśną i wiązać z tym wycinkę lasu lub procesy nasadzeń lasu" - mówi. I tak, jeśli na dany rok spodziewany będzie urodzaj nasion, to można odpowiednio zaplanować wycinkę drzew, by zoptymalizować proces odnowienia lasu.

Jeśli zrozumiemy mechanizmy, które kierują fizjologicznie zjawiskiem wydawania nasion - będziemy też mogli być może nauczyć się nimi manipulować. Jeśli byłoby wiadomo, jak wywołać u niektórych drzew szybsze wydawanie nasion, być może będzie się to dało w sadownictwie przełożyć na stabilniejsze zarobki ze sprzedaży owoców czy nasion, np. migdałów czy oliwek.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ zan/