Ключом выживания деревьев при дефолиации насекомыми являются углеводы

На фото: Меган Блумштейн отобрала пробы углерода в корнях деревьев в феврале 2019 года. Фото: Одри Баркер Плоткин.

Недавняя многолетняя вспышка инвазивной моли уничтожила тысячи акров дуба на юге Новой Англии. Но среди среди усохших деревьев были разбросаны тысячи уцелевших. Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале « Функциональная экология», проливает свет на причину избирательного усыхания деревьев. Исследования ученых из Гарварда, Университета Массачусетса в Амхерсте, Бостонского университета и Массачусетского технологического института показывают, что запасы углеводов в дереве имеют решающее значение для выживания в ходе атаки голодных гусениц.

Биология деревьев делает их устойчивыми даже к самым серьезным стрессовым факторам. «В каком-то смысле дубы – это планировщики, – говорит Меган Блюмштейн, научный сотрудник NSF Массачусетского технологического института и соавтор исследования. «Часть пищи, которую они производят в течение вегетационного периода, сразу же используется для получения энергии, а часть сохраняется в стеблях и корнях “на черный день”. Благодаря накопленным углеводам они могут немедленно вызвать новый рост листьев после нашествия насекомых. “

Однако деревья не бессмертны. Новое исследование показывает вполне определенный и измеряемый порог запасов, необходимых для их выживания: 1,5 процента углеводов в их высушенной древесине – или около 20-25% от их нормальной емкости хранения. Неоднократное появление Lymantria dispar (насекомое, ранее известное как « цыганская моль ». Мы его называем непарным шелкопрядом или “непарником” М.П.) в период с 2016 по 2018 год поставило под угрозу устойчивость деревьев, из года в год разрушая их.

«Погибшие деревья были деревьями, которые уже не имели необходимых резервов», – говорит ведущий автор Одри Баркер Плоткин, старший научный сотрудник Гарвардского леса. Но расположение деревьев тоже имело значение. Исследовательская группа обнаружила, что деревья, растущие вдоль опушек леса, как правило, имеют больше запасов, даже при том же уровне дефолиации, что делает их более устойчивыми, по сравнению с деревьями внутри леса.

Исследовательская группа утверждает, что деревья на опушках леса, возможно, просто испытали менее серьезную дефолиацию в период до 2018 года. Кроме того, на опушках деревья получают много света, в связи с чем могут переживать стресс от дефолиации, не истощая свои запасы в такой степени, как их собратья, растущие в глубине леса.

Новое исследование впервые предоставляет прямые доказательства того, что деревья действительно могут умирать от голода, из-за дефолиации насекомыми. Это более детальное понимание поможет улучшить модели устойчивости лесов, поскольку новые вредители и меняющийся климат продолжают приводить к изменениям в регионе.