Teplotní zmatek v životních dějích

Vyšší zeměpisné šířky se v důsledku klimatických změn oteplují mnohem rychleji než ostatní oblasti světa. Některé modely počítají na konci tohoto století s oteplením o 3–5 °C u jarních teplot, a dokonce o 7–13 °C u teplot podzimních. Řada růstových procesů rostlin je spojena s teplotou, proto lze předpokládat, že jedním z významných dopadů oteplování na vegetaci tundry bude posun jejích životních fází. Reagují ale všechny růstové (fyziologické) procesy na teplotu stejně? Ovlivní klimatické změny stejným způsobem všechny životní fáze, např. v jejich nástupu, délce trvání a ukončení?

V takovém případě by mělo docházet u všech druhů k jednotnému časovému posunu počátků všech fází a jednotným změnám délky jejich trvání. Na podobné otázky se mimo jiné pokusil odpovědět dlouhodobý mezinárodní experiment ITEX, který celosvětově sleduje změny na 20 místech v polární i alpínské tundře.

Díky experimentu s dlouhodobým umělým zvýšením teploty o 0,5–2,9 °C se začaly projevovat změny v životních fázích rostlin (fenofázích), které souvisejí s nástupem jarní aktivity rostlin, počátkem kvetení i jeho koncem, dozráváním semen a podzimním žloutnutím listů. Zvýšená teplota ovlivnila rašení listů a životní fáze spojené s rozmnožováním, které začínaly časněji a trvaly déle. Naopak fáze související s projevy stárnutí se zpožďovaly, opadávání listů při vyšších teplotách začínalo později. Rostliny si tak prodloužily délku vegetační sezony, protože svoje růstové aktivity zahajovaly dříve a ukončovaly je později. Taková odezva rostlin je až překvapivě jednotná napříč různými světovými oblastmi, rostlinnými druhy i vlastnostmi půdního substrátu.

O experimentální zvýšení teploty se může v chladných oblastech postarat šestiboký „skleníček“.Snímek Miroslav Zeidler

U životních fází souvisejících s rozmnožováním (kvetení a produkce semen) byl zaznamenán výrazně větší posun než u fází růstových (vegetativních). Na první pohled se zdá, že pletiva reprodukčních orgánů jsou mnohem méně citlivá k jarním mrazíkům než pletiva sloužící k vegetativnímu růstu. Možná je to spíš výsledek koevolučního soupeření mezi květy o opylovače. Časnější květy totiž navštěvuje více opylovačů a mají větší šanci na opylení. Zároveň však dřívějším kvetením podstupují riziko poškození náhodnými jarními mrazíky. Pro nás lidi má odezva rostlin ještě jeden důležitý význam. Prodloužení růstové sezony zvyšuje produkci rostlinné biomasy. Rostliny díky delší fotosyntetické aktivitě uloží víc CO₂ z atmosféry. Naopak aktivita živých organismů, které dýchají, může během teplejších zim uvolňovat do atmosféry více CO₂.

Každopádně už nyní je zřejmé, že důsledkem teplotních změn budou odezvy konkrétních růstových procesů v rostlinných pletivech. Na podrobnější vysvětlení provázanosti těchto dějů a jejich důsledků pro druhové vazby i pro lidstvo si budeme muset počkat. Snad nebudeme zaskočeni víc než rostliny.

Collins C. G. et al.: Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-23841-2