Sogar in der Wüste spüren Pflanzen Sie die Wärme der globalen Erwärmung


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Die globale Erwärmung ist ein heißes Thema, und es ist Anlass zur Sorge für Wissenschaftler studieren Winter Jahrbücher in der Sonora-Wüste.

Während Wüste Winter wärmer und trockener im Laufe der Jahre geworden sind, haben die klimatischen Veränderungen die Ankunft der Winterregen später im Jahr, Winter-jährliche Pflanzen wie die Curvenut Combseed (Pectocarya Recurvata), später entstehen bei kälteren Temperaturen zwingen geschoben.

1982 begann Larry Venable, Ökologe an der Universität von Arizona (UA) in Tucson, eine Studie an der Wüste Labor auf nahe gelegenen Tumamoc-Hügel um adaptive "Bet-hedging" Pflanzen zu untersuchen.

Bet-hedging ist eine adaptive Reaktion von Samen, die sie zur Keimung verzögern kann. Die Verzögerung lässt das Versuch Überleben der Pflanze durch die Vermeidung von rauen Umwelt Perioden. Die Verzögerung der Keimung kann verursacht werden durch nicht ausreichend Niederschläge, Mangel an Nährstoffen, unangemessene Temperaturen oder widrigen Bedingungen, die das Überleben eines Samens auswirken würde. Die Samen können über einen längeren Zeitraum inaktiv bleiben, wenn die Umwelt ungünstig für die Keimung und das Überleben ist.

"Niemand hatte Lust, echte Wüste Jahrbücher um zu sehen, was passiert, zu studieren und arbeitete ich hier war, plötzlich als eine Pflanze Ökologe mitten in der Wüste" Venable sagte. "Die Theorie beteiligt Pflanzen dieser Absicherung gegen dem Vorjahr Variation im Fortpflanzungserfolg, so dass ich dachte, ich würde einige Feld-Handlungen einrichten und messen."

Die spätere Ankunft der Sonoran Wüste Winterregen schiebt die Keimung von Winter-Jahrbücher später in das Jahr und wirkt sich die Arten von Winter-Jahrbücher, die die Lage beherrschen. Forscher messen Kohlenstoff und Stickstoff in den Blättern der Pflanzen zu erfahren, wie gut die verschiedenen Arten wachsen bei niedrigeren Temperaturen des Winters.

"Die Arten, die wir fordern,"Kälte-angepassten"Arten hohe Lebenszeitprävalenz Wasser Effizienz (WUE) mit Kohlenstoff-Isotope gemessen", sagte Studienautor Sarah Kimball, wissenschaftlicher Mitarbeiter im UA-Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie und ein Kollege von der Venable. "sie haben auch hohe Mengen an Stickstoff in ihren Blättern. Der hohen Stickstoff, zusammen mit sofortigen Austausch Gasmessungen, deuten darauf hin, dass die Pflanzen haben eine hohe Investition in Lichtstärke Eigenschaft kennzeichnet eine größere Fähigkeit zur Photosynthese unter niedrigen Temperaturen." Kimball hinzugefügt.

Größere Fähigkeit der Pflanze Photosynthese bedeutet eine größere Fähigkeit, Energie aus Sonnenlicht und wandeln es in Essen, die Überlebenschancen zu verbessern. Venable und seine Kollegen festgestellt, dass Pflanzen mit effizienter Wasserspeicher in der kälteren Umgebung vorherrschenden Arten.

Verfolgen den Verlauf der Keimung umfasst Grundstücke des Bodens so klein wie Hundertstel Quadratmeter zu studieren.

"Wir prüfen durch im Feld mehrere Tage nach einem Regen-Event und auf der Suche nach Sämlinge ausgehen für die Keimung," sagte Kimball. "Tritt Keimung, verwenden wir Acetat-Platten zuordnen die Position jedes einzelnen."

"Mapping" beinhaltet die Forscher immer auf den Knien und jede einzelne Pflanze im Plot zu identifizieren. Das Team legt Acetat Blätter über die Grundstücke des Bodens, und die Forscher machen Flecken auf den Blättern, den Speicherort der einzelnen Sämling zu identifizieren.

Die Forscher identifizieren die winzigen Pflanzen mithilfe der Sämlinge embryonalen ersten Blätter, bekannt als Keimblätter. Während der Erfassung der Daten einfach klingt, kann es kompliziert sein.

"In nassen Jahren, gibt es eine hohe Dichte an Pflanzen, die"Karten", die wir machen, bekommen sehr voll, so dass jeder Parzelle sehr lange dauert und es schwierig um sicher zu sein sein kann, dass wir jeden einzelnen aufnehmen" Kimball hat gesagt.

"Antizipation, timing und versichern, dass angemessene Arbeitszeiten und Materialien zum richtigen Zeitpunkt entsprechend den Pflanzen Wachstum Ereignisse verfügbar sind schwierig," fügte Venable.

Die Winter-Jahrbücher sind nicht die einzige Vegetation beeinflusst durch die Klima-Verschiebung, die in der Sonora-Wüste. Die zunehmend trockenere Klima hat einen Rückgang der dominierenden Wüste Gebüsch sowie verursacht. Der Mangel an Wasser zur Verfügung, um die Sträucher hat sie Verkleinerung verursacht, so dass sie die Menge an Wasser effizienter nutzen können, die verfügbar ist.

Wenn die späteren Ankunft der Winterregen fort, die Keimung von den Winter-Jahrbüchern wird anschließend noch in diesem Jahr auftreten und die Pflanzengemeinschaft wird kontinuierlich ändern und Pflanzen, die in kälteren Umgebungen gedeihen zu begünstigen.

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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.

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