Uciekinierzy klimatyczni w świecie roślin

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

Rośliny stanowią zasadniczą część życia na Ziemi; to aż 80% całkowitej biomasy. Potrzebujemy roślin do przetrwania, na nasz pokarm składają się rośliny lub zwierzęta, które z kolei zależą od roślin w łańcuchu pokarmowym. Stanowią one zasadniczą część ekosystemów, co roku pochłaniają ponad 25% całego dwutlenku węgla emitowanego przez nas. Tymczasem w miarę nasilania się skutków zmiany klimatu, wzrostu stężenia CO₂ w atmosferze, coraz wyższych temperatur, nasilania się niebezpiecznych zjawisk pogodowych, ich przyszłość staje pod znakiem zapytania.

Zmiany klimatu mogą spowodować u organizmów przystosowanie się do zmienionych warunków, ich wyginięcie lub też doprowadzają do ucieczki i przemieszczenia się w poszukiwaniu dogodnych warunków. W warunkach globalnego ocieplenia, w poszukiwaniu optimum klimatycznego, rośliny wędrują w miejsca chłodniejsze. Na niżu w wyższe szerokości geograficzne, zaś w górach w ich wyższe partie. Migracja roślin zależy od dostępności siedlisk i stopnia ich ciągłości lub izolacji w krajobrazie. Szanse przemieszczania się roślin uwarunkowane są indywidualnymi zdolnościami poszczególnych gatunków do rozprzestrzeniania się i trwałego osiedlania w nowych warunkach. Te dwa mechanizmy wydają się krytyczne dla sukcesu rośliny. Ogromnego znaczenia nabierają zatem cechy biologiczne gatunku, w tym wielkość i żywotność nasion, sposoby ich rozsiewania, tempo i siła kiełkowania, tempo wzrostu rośliny i wiele innych (Orczewska 2018).

Badania z 2016 r. oparte na metaanalizie z 27 wcześniejszych badań, dowiodły, że prawie połowa gatunków (47%) zmieniła swój zasięg lub zachowanie pod wpływem zmian klimatycznych, które dokonały się na przestrzeni ostatnich 140 lat. Gatunki tropikalne i subtropikalne są bardziej narażone na ryzyko lokalnych wyginięć (55%) niż gatunki strefy umiarkowanej (39%) (Wiens 2016). Badania dowodzą, że 80% obserwowanych przemieszczeń gatunków jest związanych ze zmianami klimatu. Warte podkreślenia jest to, że przesunięciu ulega najczęściej tylko jedna granica, ponieważ dla większości gatunków czynnikiem limitującym występowanie na danym terenie jest minimalna, a nie maksymalna temperatura. Większość badanych gatunków zwiększyła zasięg na północ, a tylko połowa przesunęła jednocześnie granicę południową (Chen et al. 2011).

Już dzisiaj wiele gatunków drzew nie jest w stanie dłużej egzystować w danym siedlisku z powodu zmian klimatu. Drzewa są zmuszone do przemieszczania się w rejon, gdzie natrafią na bardziej sprzyjające warunki. Do niedawna sądzono, że głównym kierunkiem migracji drzew jest ucieczka w rejony o niższych temperaturach, czyli w kierunku biegunów. Jednakże okazało się, że czynnikiem kluczowym dla wielu gatunków drzew jest odpowiednia wilgotność. Zespół badaczy amerykańskich pod kierunkiem prof. Fei z Uniwersytetu Purdue stwierdził, że w perspektywie krótkofalowej to opady są ważniejszym czynnikiem zmuszającym do migracji niż temperatura (Fei et al. 2017). Autorzy przeanalizowali reakcję 86 gatunków drzew ze wschodniej części Stanów Zjednoczonych w latach 1980-2015. Dla 73% gatunków drzew odnotowano przemieszczanie się w kierunku zachodnim, a 62% skierowało się, tak jak można było oczekiwać, w kierunku biegunów. Gatunki przemieszczały się z prędkością 16 kilometrów na dekadę. Gatunki wiecznie zielone (w tym drzewa iglaste) migrowały w kierunku stref chłodniejszych. Inne, w tym np. dęby i klony, migrowały na zachód, w rejony o większej ilości opadów. Obserwowane migracje są zdaniem autorów prostą konsekwencją zmian klimatycznych. Migracja drzew, z punktu widzenia przetrwania gatunku, jest zjawiskiem pozytywnym, pozwoli mu znaleźć dogodne siedlisko. Jednak  to wiąże się z destabilizacją całych ekosystemów leśnych i wylesieniem (Fei et al. 2017). Badania dotyczyły okresu gdy wzrost średniej globalnej temperatury był jeszcze stosunkowo niewielki. Pamiętajmy, że tempo zmian klimatu i wzrostu temperatury cały czas przyspiesza.

Siła oddziaływania zmian klimatu i wiążąca się z tym zmiana zasięgu występowania niektórych gatunków roślin i zwierząt jest zaskakująca. W 1995 r. naukowcy przewidywali, że do końca XXI wieku strefy klimatyczne przesuną się o 200-400 kilometrów. Okazało się, że stało się to w ciągu zaledwie 20 lat (Jones 2018).

Prof. Piotr Skubała

Literatura:
- Chen I. C., Hill J. K., Ohlemüller R., Roy D. B., Thomas C. D. 2011. Rapid range shifts of species associated with high levels of climate warming. „Science” 333: 1024–1026. DOI: 10.1126/science.1206432.
- Fei S., Desprez J. M., Potter K. M., Jo I., Knott J. A., et al. 2017. Divergence of species responses to climate change. „Science Advances” 3: e1603055. DOI: 10.1126/sciadv.1603055.
- Jones N. 2018. Redrawing the Map: How the World’s Climate Zones Are Shifting. YaleEnvironment360. e360.yale.edu/features/redrawing-the-map-how-the-worlds-climate-zones-are-shifting; [dostęp 02.08.2022].
- Orczewska A. 2018. Roślinność w dobie współczesnych zmian klimatycznych. „Przyroda Górnego Śląska”, Zima 2018, 12-15.
- Wiens J. J. 2016. Climate-Related Local Extinctions Are Already Widespread among Plant and Animal Species. „PLoS Biol” 14(12): e2001104. DOI: 10.1371/journal.pbio.2001104.