A növények és a rovarok együtt fejlődtek, hogy tavasszal nagyjából egy időben keljenek elő. Marek Mierzejewski/Shutterstock

Február közepén a sövények hagyományosan hófehérnek tűnhettek; idén a fehér a kökényvirágok munkája volt – a tavasz hírnöke. Bár üdvözlő jel a nedves és borongós tél után, a korai virágzás nyugtalanságot okoz a tapasztalt évszakfigyelőknek. Ez a növény mindig február közepén virágzott, tűnődtem, vagy valami változik?

Szerencsére a szezonális események rögzítésének és megértésének tudománya, a fenológia nagy múltra tekint vissza Nagy-Britanniában. Robert Marsham, egy 18. századi természettudós, már 1736-ban nyilvántartást vezetett a virágok, madarak és rovarok megjelenéséről norfolki falujában. Marsham leszármazottai 1958-ig folytatták a felvételt. A Woodland Trust fenntartja a hagyományt A természet naptára, egy program, amelyben a nyilvánosságot felkérik különböző szezonális események rögzítésére.

Részletes elemzés A tudósok 2022-ben közel félmillió növényről szóló feljegyzése azt mutatta, hogy az összes fajt együttvéve az Egyesült Királyságban az átlagos virágzási idő egy hónappal előrehaladt az elmúlt 40 évben. Volt eltérés a fajok között. A galagonya, a közönséges sövénynövény általában 13 nappal korábban virágzik, mint az 1980-as évek elején, míg a vadgesztenye virágai tíz nappal korábban.

Az éghajlat az 1980-as évek óta gyorsan melegedett. Korábbi virágzással a növények felismerik, hogy a telek egyre rövidebbek és enyhébbek. Érzik, hogy a nappalok egyre melegebbek, és úgy változtatják meg tavaszi fejlődésüket, mint az emberek, akik meleget éreznek a bőrükön, és így kevesebb réteg ruhával lépnek ki. A jelzések észlelésének pontos mechanizmusa növények és állatok között különbözik, de mindkettő reagál az éghajlat változására.

Fény és hő érzékelése szem és bőr nélkül

A növények a rövidülő őszi napokat a fitokróm nevű pigmenttel érzékelik, amely különösen érzékeny az elektromágneses spektrum vörös tartományában lévő hullámhosszokra. A hosszabb őszi éjszakák megváltoztatják ennek a vörös fénynek a minőségét. Míg ez a finom eltolódás elkerüli az embereket (a szemünk nem érzékeny a spektrum ezen részére), a növény képes észlelni ezt az átmenetet, és elkezd változni.

Ahogy az ősz hatására csökkenhet a szerotonin hormon szintje a vérünkben, egy növény, amely megérezte a tél közeledtét, növeli az abszcizinsav nevű hormon termelését. Ennek többféle hatása van. A lombhullató fákban a gallyak növekedése leáll, és kemény téli bimbókat fejlesztenek, amelyek képesek túlélni a fagyot, a havat és a levelek lehullását.

A tavaszi növekedést a fényhossz és a hőmérséklet hasonló kiváltó tényezői határozzák meg, de jellemzően a hőmérsékletnek van nagyobb szerepe. Ha a növények csak a fényre figyelnének, fennállna annak a veszélye, hogy növekedésnek indulnak, amikor még mindig fenyeget a végzetes fagy, vagy az enyhe kora tavaszi napokon elmarad a megfelelő növekedési idő. A hőmérséklet-érzékelés határozza meg, mikor jelennek meg a tavaszi virágok. Ez az oka annak, hogy a globális felmelegedés nyilvánvaló e virágok korábbi megjelenésében.

Nem teljesen érthető, hogy a növények hogyan érzékelik a hőmérsékletet. Ennek egy része annak köszönhető, hogy a sejtekben lévő növekedést gátló hormon lebomlik, amikor a levegő egy bizonyos hőmérséklet alá esik, ami viszont lehetővé teszi a növekedési hormon növekedését.

Míg az emberek bőrében idegek vannak a hőmérséklet érzékelésére, a növények valószínűleg pigmentekre támaszkodnak, bár a mechanizmus nem teljesen ismert. A hő ugyanannak az elektromágneses spektrumnak a része, amelyre a fitokróm érzékeny, tehát valószínűleg ez a pigment is érintett. Bármilyen mechanizmus is felelős a növekedés beindításáért, a hőmérséklet azt is meghatározza, hogy milyen gyorsan nőnek a növények.

A virágok és a beporzók nincsenek összhangban

A rovarporzóknak, például a méheknek szinkronizálniuk kell életciklusukat, hogy szárnyra kerüljenek, amikor kikelnek a táplálékukból származó virágok. Téli kelésük idejét a hőmérséklet és a nappalok hosszának hatása is meghatározza, és a hormonok közvetítik.

A beporzók sok generációján dolgozó evolúció szoros kapcsolatot hozott létre a virágok megjelenése és beporzói között. Ha a virágok és a beporzók megjelenése nincs szinkronban, a rovarok nem rendelkeznek nektárral, és a növények nem trágyázódnak meg.

Hasonló kapcsolat van a levelek megjelenése és a rajtuk legelésző rovarok között. Az éghajlatváltozás gyorsasága és a két csoport reakcióiban tapasztalható csekély különbségek azt kockáztatják, hogy ez a szinkron megtörik, és mindkét fél számára súlyos következményekkel jár.

Egy nagy tanulmány A német tudósok azt vizsgálták, hogy mikor jelentek meg a virágok és beporzóik 1980 és 2020 között, összetett képet találtak. Mindketten korábbi virágzással és megjelenéssel reagáltak az éghajlatváltozásra, de a növények nagyobb elmozdulást hajtottak végre.

Volt eltérés a rovarcsoportok között, a méhek és a lepkék szinkronban elmozdultak a növényekkel, de ez nem volt megfigyelhető a lebegő legyeknél. Ezen rovarok fajai között is volt eltérés.

Még akkor is, ha a növények és a tőlük függő rovarok szinkronban változtatják az időzítést, előfordulhat, hogy a tápláléklánc következő szakasza nem lesz olyan rugalmas. A tölgyleveleket a tölgymoly hernyója táplálja. Ez viszont a madarak fiókáinak, például a kékcinegéknek és a légykapóféléknek az elsődleges tápláléka link szöveg. A fiókák nagyjából egy időben keltek ki, míg a tölgylevelek és a hernyók korábban jelentek meg, és eddig szinkronban vannak. De meddig?

A kökényvirág továbbra is üdvözlendő megkönnyebbülés a tél után, és a tavasz közeledtének jele. De egyben az éghajlatváltozás jelei is: egy kibontakozó kísérlet a növények és állatok időzítésével és szinkronjával – és a bonyolult táplálékláncokkal, amelyeknek a részei.

Paul Ashton, biológia osztályvezető, Edge Hill Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

ING