Дослідження виявило унікальне еволюційне пристосування тропічних дерев виду Dipteryx oleifera, які не лише виживають після ударів блискавки, але й отримують від них значні переваги для подальшого розвитку.
Парадоксальна користь електричних розрядів
Удар мільйонами вольт електрики може здаватися руйнівним, але для дерев Dipteryx oleifera він приносить несподівані переваги. Нове дослідження, опубліковане в журналі “New Phytologist”, демонструє шокуючі результати. Вчені припускають, що ці дерева спеціально пристосувалися для залучення блискавок. Дослідники навіть називають їх “природними громовідводами” тропічного лісу.
Еван Гора, лісовий еколог з Інституту екосистемних досліджень Кері, очолив це унікальне дослідження. Його команда вивчала, як блискавка впливає на біорізноманіття тропічних лісів Панами. “Побачити, що є дерева, в які влучає блискавка, і з ними все гаразд, було просто приголомшливо”, – згадує Гора про своє відкриття.
Щороку від ударів блискавки гинуть сотні мільйонів дерев у всьому світі. Проте у 2015 році команда Гори помітила незвичайне явище: дерево Dipteryx oleifera пережило удар блискавки майже без пошкоджень. При цьому електричний розряд вбив більше десятка сусідніх дерев.
Методологія та результати дослідження
Використовуючи спеціальну систему визначення блискавок, команда відстежила 93 дерева. Всі вони були вражені блискавкою в заповіднику Барро Колорадо в Панамі. Дослідники порівняли дев’ять дерев Dipteryx oleifera з 84 деревами інших видів.
Dipteryx oleifera, також відома як ебое, чойба, боби тонка або альмендро, росте в Гондурасі, Нікарагуа, Коста-Ріці, Панамі, Колумбії та Еквадорі. Його тверда деревина використовується в будівництві, а насіння зі смаком мигдалю є їстівним і продається на місцевих ринках. Плоди та насіння D. oleifera – ключовий вид панамських лісів – є важливим джерелом їжі для ссавців тропічних лісів, таких як агуті, під час сухого сезону. Фото: Evan Gora / Cary Institute of Ecosystem Studies
Результати показали разючі відмінності. Всі дев’ять дерев Dipteryx пережили прямі удари блискавки. Вони отримали лише незначні пошкодження. Натомість дерева інших видів зазнали серйозних пошкоджень. Вони втратили в 5,7 разів більше листя. Близько 64% цих дерев загинули протягом двох років.
Коли блискавка вражала дерево Dipteryx, вона вбивала в середньому 9,2 сусідніх дерева. Електричний струм проходив через ліани або перестрибував через невеликі проміжки. Ще один важливий результат – удари блискавки зменшили зараження ліанами на 78%. Це звільнило дерева від паразитичного тиску.
Довгострокові переваги для виду
Аналіз даних за 40 років виявив цікаву закономірність. Дерева, що були сусідами диптериксів, на 48% частіше гинули, ніж інші дерева в лісі. Найімовірніше, це відбувалося через удари блискавки.
Дослідники створили 3D-моделі висоти крон за допомогою дронів. Вони виявили, що дерева Dipteryx приблизно на чотири метри вищі за сусідів. Це дає їм перевагу в боротьбі за сонячне світло та простір для розвитку.
“Для дерева Dipteryx oleifera краще, щоб його вдарило, ніж не вдарило”, – пояснює Гора. Через усі ці переваги дерева можуть спеціально еволюціонувати для приваблення блискавок. За підрахунками команди, ймовірність ураження блискавкою для них на 68% вища. Це пов’язано з їхньою висотою та незвично широкою кроною.
Дерево Dipteryx oleifera одразу після удару блискавки у 2019 році (ліворуч) та через два роки (праворуч). Дерево пережило удар з мінімальними пошкодженнями, і виграло від того, що його паразитичні лози та сусіди-конкуренти були видалені ударом блискавки. Фото: Evan Gora / Cary Institute of Ecosystem Studies
Вплив на репродуктивний потенціал
Окремі дерева Dipteryx oleifera потрапляють під пряме попадання блискавки приблизно кожні 56 років. Оскільки вони живуть сотні, а можливо, й тисячі років, вони переживають багато ударів протягом життя. Під час дослідження одне дерево було вражене двічі всього за п’ять років.
Блискавкостійкість підвищує репродуктивну здатність виду в 14 разів. Це вражаюча еволюційна перевага. Здатність виживати після ударів та отримувати користь від усунення конкурентів дає цим деревам значну перевагу над іншими видами.
Перспективи досліджень
Команда планує дослідити електричні або структурні особливості дерев. Вони хочуть зрозуміти, що саме дозволяє їм переживати удари блискавки. Також науковці планують вивчити інші види на предмет блискавкостійкості.
Очевидно, що блискавка відіграє недооцінену роль у конкуренції між деревами в тропічних лісах. Через зміну клімату кількість блискавок у багатьох регіонах зростає. Це може сприяти блискавкостійким видам, таким як Dipteryx oleifera.
Розуміння цього явища допоможе прогнозувати зміни в біорізноманітті. Також воно буде корисним для планування відновлення тропічних лісів. В умовах зміни клімату ці дерева можуть мати, за іронією долі, “шокуюче світле майбутнє”.