Учёные выяснили, как отдельные виды растений адаптируются к изменениям климата

Сотрудница кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ собрала массив данных «Летописи природы» для масштабного международного исследования. Более полумиллиона записей за 100 лет наблюдений позволили выяснить асинхронность отдельных видов растений в адаптации к изменениям климата. Полученные выводы важны для исследования изменения климата и сохранения биоразнообразия на планете. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Быстрые темпы глобальных климатических изменений оказывают значительное воздействие на природные экосистемы и вызывают сдвиг фенологических явлений в них. Ученые задались вопросами: насколько устойчивы эволюционно сложившиеся даты наступления фенологических событий в условиях определенного географического местоположения и как эти даты изменяются в зависимости от времени года. Чтобы ответить на эти вопросы, авторы статьи связали сроки фенофаз (ежегодно повторяющихся явлений в годовом цикле развития растений) в различных географических регионах и природные климатические условия через показатель накопленных положительных температур градусо-дней. Взаимосвязь между временем наступления фенологического события в популяции и временем получения сигнала может быть описана нормой реакции на уровне популяции.

Авторы исследования обнаружили, что норма фенологической реакции изменяется в зависимости от сезона и географического местоположения, а также выявили, что колебания сроков наступления фенофаз больше весной и меньше осенью. Результатом исследования стал вывод, что, хотя в целом природные экосистемы хорошо адаптированы к текущему климату, адаптация отдельных видов к изменениям происходит асинхронно. Это усложняет адаптацию к новым условиям, и не все виды могут приспособиться к изменившемуся климату через сдвиги фенофаз. Полученные выводы важны во многих областях - от фенологии до исследования изменения климата и сохранения биоразнообразия.

Для определения пространственных и сезонных вариаций реакции видов на изменения окружающей среды авторы использовали уникальный набор данных, включающий 91 биологический таксон и 178 фенологических явлений, наблюдаемых в сети из 472 пунктов мониторинга, разбросанных по странам бывшего Советского Союза. Эти данные – более полумиллиона записей – были собраны при участии Анны Буйволовой, младшего научного сотрудника факультета почвоведения МГУ, работниками лесного хозяйства и энтузиастами-любителями в рамках фенологической программы Русского географического общества, а также несколькими поколениями исследователей, работавших в заповедниках и национальных парках СССР по научной программе «Летопись природы».

«Долгое время уникальный научный материал хранился в архивах, бумажных томах «Летописей природы» или был разбросан по разным заповедникам и странам в разноформатных наборах данных. И вот теперь данные были объединены в единую базу в рамках международного проекта «Летопись природы Евразии: крупномасштабный анализ изменяющихся экосистем» «Eurasian Chronicle of Nature – Large Scale Analysis of Changing Ecosystems (ECN)» под руководством профессора Хельсинского университета Отсо Оваскайнена. Такой массивный набор данных – более полумиллиона записей, собранных почти за 100 лет, – открыл беспрецедентную возможность изучить реакцию живых организмов на изменение климата на огромной территории и в огромных временных масштабах», –  рассказала младший научный сотрудник кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ Анна Буйволова.

Созданию уникального и всеобъемлющего по своей природе, времени и охвату материала научной программы «Летопись природы» исследователи обязаны преданным своему делу работникам заповедного дела. Научные сотрудники, лесники и инспекторы, лаборанты и инженеры заповедников и национальных парков из года в год проводили наблюдения, обрабатывали и хранили полученные данные. Следует отметить и огромную роль российских и советских ученых-экологов: В.В. Докучаев, Г.А. Кожевников, В.И. Станчинский, Д.Н. Кашкаров, А.Н. Формозов, В.А. Батманов и др. Почти столетие назад они опередили время и заложили научные основы программы изучения природы в заповедниках – «Летопись природы», которая имеет международное значение и продолжается до сих пор.

«База данных, созданная в рамках проекта ECN, имеет важное научное и практическое значение, а крупномасштабный анализ пространственных вариаций фенологических реакций может помочь ученым лучше прогнозировать последствия реагирования видов и сообществ на изменения климата», –  добавила Анна Буйволова.

Всего в подготовке данных и их обработке приняли участие более 200 ученых и специалистов из Испании, Швеции, Финляндии и стран бывшего СССР – Республики Беларусь, Российской Федерации, Кыргызстана, Узбекистана и Украины.

Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ​