Jak klima ovlivňuje rostlinné znaky?

Irena Šímová z Katedry ekologie PřF UK je jedním ze dvou hlavních autorů studie, na níž se podíleli vědci z celkem 23 pracovišť napříč Evropou a Amerikou. Jejím hlavním cílem bylo zjistit, které znaky dřevin a bylin na americkém kontinentu jsou ovlivněny klimatem. K analýze vědci využili dat v databázích BIEN a TRY. Ty obsahují rozsáhlý soubor dat o výskytech rostlinných druhů a rostlinných znacích. U dřevin se podařilo odhalit jasný vliv klimatu na jednotlivé znaky. Tyto dvě růstové formy rostlin - dřeviny a byliny - mají zřejmě odlišné životní strategie.

Výsledkem práce je mimo jiné mapa průměrů a variability šesti rostlinných znaků (maximální výška, poměr listové plochy k suché hmotnosti listu (SLA), hmota semen, hustota dřeva, obsah dusíku a fosforu v listech) zkoumaných rostlinných skupin. Vědci pak určili faktory životního prostředí, které tyto znaky ovlivňují. Zjistili, že v teplejším prostředí jsou rostliny vyšší, mají větší semena a listy. Listy jsou pak větší v poměru ke své hmotnosti. Nicméně u bylin byly výsledky méně zřejmé.

Vysvětlením může být například to, že byliny disponují větším množstvím životních strategií než dřeviny. Tíhnou totiž, více než dřeviny, k osidlování menších a specializovanějších nik (prostředí). Byliny a dřeviny se nejvíce lišily co do vztahu k teplotním rozdílům v průběhu sezóny. Způsob, jak se vyrovnávají s nepříznivými obdobími, je zřejmě klíčovým faktorem odpovědným za rozdíly v hodnotách znaků mezi těmito dvěma růstovými formami.

Jaké konkrétní podmínky životního prostředí ovlivňují hodnoty rostlinných znaků?

Byly to hlavně průměrná roční teplota, teplotní sezonalita a sluneční záření, naopak nejmenší vliv měla sezonalita srážek.

Konkrétně:

• hmota semen se zvyšuje se zvyšující se teplotou a množstvím srážek
• hustota dřeva je vyšší s vyššími teplotami
• SLA se snižuje se snižující se teplotou a množstvím srážek, ale je vyšší při výraznější teplotní sezonalitě

Poslední výsledek může znamenat to, že nižší SLA v chladnějším prostředí slouží k regulaci teploty listu. Vědci úplně poprvé zaznamenali, že obsah dusíku v listech dřevin je korelovaný s teplotou a slunečním zářením. Výsledky této studie jsou důležité pro vznikající obor funkční biogeografie (funkční znak je jakýkoli charakteristický znak organismu, který má vliv na jeho rozšíření) a pro budoucí studie předpovídající funkční odpovědi ekosystémů vzhledem ke změně klimatu.

Dřevitost rostlin musí být zohledněna ve studiích prováděných na velikém měřítku proto, aby se mohla adekvátně zhodnotit důležitost klimatu na rostlinné znaky. Výsledky této studie tak vysvětlují slabé signály v předchozích studiích, ve kterých byly dřeviny a byliny pojímány jako jedna skupina.

Další výzkumné kroky v tomto oboru budou nejspíše směřovat ke kombinování map rostlinných znaků s mapami ekologických procesů (např. data o produktivitě z dálkového snímání).