Зимние температуры играют сложную роль в запуске весеннего распускания почек

Распускание почек у псевдотсуги Мензиса (Douglas-fir) каждую весну является результатом сложного взаимодействия между холодными и теплыми температурами в течение зимы, выяснили ученые Тихоокеанской Северо-Западной исследовательской станции Лесной службы США.

Их исследование, представленное в декабрьском выпуске журнала Science Findings, привело к разработке новой модели, помогающей менеджерам прогнозировать сроки распускания почек при различных сценариях будущего климата.

«Мы принимаем как должное, что почки будут раскрываться каждую весну, но, несмотря на множество исследований зимнего покоя растений, мы до конца не понимаем, как растения ощущают и «запоминают» температуры», — отметила Конни Харрингтон, ведущий автор исследования. «Сроки распускания почек критически важны, потому что если оно произойдет преждевременно, новый прирост может быть убит последующими заморозками, а если слишком поздно — рост будет снижен из-за летней засухи».

Хотя ученые давно признали, что некоторым растениям для инициации распускания почек требуется определенное воздействие низких температур зимой и теплых весной, точное взаимодействие между этими требованиями к охлаждению и прогреву до сих пор оставалось малоизученным. Харрингтон и ее коллеги Питер Гулд и Брэд Сент-Клэр восполнили этот пробел, проведя тепличные эксперименты в Вашингтоне и Орегоне на псевдотсуге — важном с экологической и экономической точки зрения виде.

Исследователи подвергли сеянцы псевдотсуги из 59 районов западного Орегона, западного Вашингтона и северной Калифорнии воздействию различных зимних условий. Весной ученые документировали время, необходимое для распускания почек. Они обнаружили, что помимо минимально необходимого уровня охлаждения, ко вскрытию почек приводило множество различных комбинаций температур. Растения, получившие меньше часов оптимального охлаждения, нуждались в большем количестве тепла, и наоборот.

Ученые установили, что растения реагируют как на тепло, так и на холод, испытанные зимой и весной. При этом одни и те же температуры могут оказывать разный эффект в зависимости от частоты их возникновения. В то время как некоторое зимнее потепление может ускорить весеннее распускание почек, значительные периоды потепления в середине зимы, прогнозируемые в ряде климатических сценариев, могут, напротив, задержать нормальный процесс.

На основе этих данных и результатов исследований других видов ученые разработали новую модель, изображающую постепенный компромисс между температурами охлаждения и прогрева, и проверили ее точность по историческим записям. Поскольку модель основана на биологических взаимосвязях растений и температуры, исследователи ожидают, что ее будет относительно просто адаптировать для других видов и регионов. Менеджеры могли бы использовать ее для прогнозирования изменений в сроках распускания почек и оценки необходимости выбора другого вида или посадочного материала из иной семенной зоны.