Иногда кажется, что некоторым деревьям нужна встряска. Когда Dipteryx oleifera (известная также как альмендра или хаба тонka) поражается молнией, она получает минимальные повреждения, в то время как окружающие растения-паразиты и соседние деревья часто засыхают или погибают полностью. Исследователи считают, что устранение конкуренции со стороны других растений увеличивает производство семян D. oleifera почти в пятнадцать раз за её жизнь.
Лес, оснащённый всем необходимым
«Это единственное место на Земле, где у нас есть точные данные о том, попала ли молния в определённую зону леса», — объясняет Эван Гора, эколог из Института экологических исследований Кэри и Смитсоновского института тропических исследований.
Панама известна своим одноимённым каналом. Однако остров Барро-Колорадо в центре Панамы также является домом для того, что исследователи называют «одним из наиболее изученных тропических лесов на Земле». Это связано с тем, что камеры и приборы для измерения электрических полей постоянно наблюдают за лесом с высоты башен высотой около 40 метров. Эти инструменты могут показать точное местоположение удара молнии и другие данные.
Следуя за вспышками
Чтобы лучше понять, как молнии влияют на большие тропические деревья, Гора и его коллеги изучили 94 удара молнии, поразившие 93 уникальных дерева на острове Барро-Колорадо между 2014 и 2019 годами. В 2021 году команда отправилась на остров, чтобы собрать наземные и аэрофотоснимки каждого поражённого дерева и их окрестностей.
Исследователи зарегистрировали шесть параметров о состоянии каждого поражённого дерева и группы паразитических древесных лиан: потерю кроны, повреждения ствола и процент кроны, заражённой лианами.
Растущие и процветающие после удара молнии
Исследователи обнаружили, что в среднем четверть деревьев, поражённых молнией, погибала. Однако когда команда разделила свою выборку по видам деревьев, D. oleifera выделилась своей удивительной способностью выживать после ударов молнии. Девять деревьев D. oleifera из выборки команды систематически выживали после ударов, в то время как их лианам и ближайшим соседям повезло меньше. «В зоне были значительные повреждения, но не на непосредственно поражённом дереве», — объясняет Гора. «Оно никогда не умирало».
Гора и его сотрудники подсчитали, что большие деревья D. oleifera поражаются молнией в среднем пять раз за свои примерно 300 лет жизни. Команда пришла к выводу, что способность этого вида выживать после таких событий, в то время как лианы и соседние деревья часто умирали, должна приводить к общему снижению конкуренции за питательные вещества и солнечный свет.
Используя модели роста и репродуктивной способности деревьев, исследователи подсчитали, что D. oleifera получает существенные преимущества от поражения молнией, особенно в отношении плодовитости, то есть количества семян, произведённых за жизнь дерева. «Способность выживать после ударов молнии увеличивает его плодовитость в четырнадцать раз», — утверждает Гора.
Исследователи также показали, что D. oleifera, как правило, выше и шире в кроне, чем многие другие виды тропических деревьев на острове Барро-Колорадо. Предыдущие работы Горы и его коллег показали, что более высокие деревья подвергаются особому риску быть поражёнными молнией. Поэтому можно предположить, что D. oleifera эволюционирует, чтобы стать лучшим «поглотителем» молний, утверждает Гора. «Возможно, молнии формируют не только динамику наших лесов, но и их эволюцию».
Эти результаты были опубликованы в New Phytologist.
Гора и его сотрудники исходили из гипотезы о том, что физиология D. oleifera должна обеспечивать определённую защиту от огромного количества тока, передаваемого молнией. Предыдущие работы Горы и других исследователей показали, что D. oleifera является более проводящей, чем в среднем; более высокие уровни проводимости означают меньшую резистентность и, следовательно, меньший внутренний нагрев. «Мы считаем, что степень проводимости дерева сильно влияет на то, умирает оно или нет», — утверждает Гора.
Продолжение поиска других видов деревьев, устойчивых к молниям, будет важно для понимания того, как леса эволюционируют с течением времени. Именно здесь данные будут наиболее полезны, сказал Ареллано. «Я не удивлюсь, если мы обнаружим множество других видов».
— Кэтрин Корней (@KatherineKornei), научный писатель.