Nová studie ukazuje, že biologické hodiny arktických rostlin se zrychlují. Analýzou dat environmentální DNA (eDNA) shromážděných ze vzduchu po celá desetiletí vědci zjistili, že mechorosty – skupina nevaskulárních rostlin včetně mechů – začínají své reprodukční cykly výrazně dříve v reakci na rostoucí teploty.
Síla DNA ze vzduchu
Tradičně sledování sezónních cyklů rostlin vyžaduje přímé pozorování nebo pozemní odběr vzorků, což může být náročné na práci a omezený rozsah. Vědci však nyní používají účinnější metodu: environmentální DNA (eDNA).
Protože většina mechorostů spoléhá na vítr, aby rozptýlila své spory, tyto mikroskopické částice se šíří vzduchem, podobně jako pyl stromů. Analýzou vzduchových filtrů mohou vědci „číst“ genetické podpisy rostlin přítomných v atmosféře kdykoli. To jim umožňuje rekonstruovat vysoce přesnou časovou osu, kdy se různé druhy aktivně rozmnožují.
Dekády dat: Švédská Time Capsule
Studie použila unikátní soubor dat z projektu Švédská biodiverzita v čase a prostoru. Vědci analyzovali 380 vzorků vzduchových filtrů odebraných na monitorovací stanici v Kiruně v severním Švédsku v letech 1974 až 2008.
Sekvenováním DNA nalezené v těchto filtrech byl tým schopen identifikovat 16 různých rodů mechorostů. Tento soubor dlouhodobých dat poskytl vzácnou příležitost pozorovat, jak tyto organismy reagovaly na oteplování prostředí po více než tři desetiletí. Během tohoto období se průměrná teplota v Kiruně zvýšila přibližně o 1,7°C.
Zrychlení reprodukčních cyklů
Výsledky odhalily pozoruhodný trend: načasování uvolňování spór se posouvá dříve v roce. Na konci období studie vědci zaznamenali několik klíčových změn:
- Dřívější začátek: Většina skupin mechorostů zahájila sporulační sezónu v průměru o čtyři týdny dříve než v předchozích desetiletích.
- Peak Shift: Střed reprodukčního období se posunul o čtyři až sedm týdnů.
- Prodloužení sezón: Přestože se počáteční data posunula dříve, koncová data se mezi druhy lišila, přičemž některé taxony měly výrazně delší období rozmnožování.
Proč se to děje?
Tento posun je pravděpodobně způsoben kombinací tepelných a hydrologických faktorů. Vyšší teploty mohou rostlinám umožnit, aby se před hibernací vyvíjely energičtěji, což jim na jaře poskytne náskok. Teplá jara navíc způsobují rychlejší tání sněhu a zmenšování sněhové pokrývky, což dříve odhaluje vegetaci a umožňuje větru rychleji šířit spory.
Mechorosty versus cévnaté rostliny
Snad nejdůležitějším faktem je rychlost této adaptace. Zatímco předchozí výzkum ukázal, že cévnaté rostliny (jako jsou kvetoucí rostliny a stromy) v arktických oblastech posouvají dobu květu přibližně o dva dny za desetiletí, mechorosty to dělají mnohem rychleji.
Data naznačují, že sporulace mechorostů se posunuje přibližně o osm dní každých deset let. To naznačuje, že rostliny bez cév mohou být citlivější na klimatické změny na Dálném severu nebo na ně reagovat rychleji.
Tento rychlý posun ve fenologii (načasování biologických událostí) zdůrazňuje, jak citlivé jsou arktické ekosystémy i na malé změny teploty.
Závěr
Studie ukazuje, že mechorosty podléhají rychlým změnám v reprodukci, což zrychluje jejich životní cykly mnohem více než mnoho cévnatých rostlin. Toto zrychlení slouží jako kritický ukazatel toho, jak změna klimatu zásadně přetváří rytmy života v arktických ekosystémech.
