Исследование указывает на то, что прогнозируемая засуха к концу этого века может снизить калорийность нектара цветов на 95%. Это нанесёт вред опылителям, таким как пчёлы, а также растениям, которые зависят от перекрёстного опыления для размножения и плодоношения, например, кабачкам (Cucurbita pepo).
При менее серьёзном сценарии с сокращением осадков на 30% снижение составило 34%.
Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
«С точки зрения потенциально потерянных калорий в нектаре, это эквивалентно более чем тонне сахара на гектар, от 1325 до 71 кг. Без нектара пчёлы улетают, растения не размножаются, а фермеры теряют урожай», — объясняет Эльза Гимарайнс, профессор Института бионаук в городе Ботукату Университета штата Сан-Паулу (IBB-UNESP) в Бразилии и координатор исследования.
Работа показала, что увеличение количества осадков положительно влияет на рост калорийности нектара на 74%. Однако исследователи указывают на проблемы, связанные с более обильными осадками в более широком экологическом контексте.
«Высокая частота и интенсивность осадков могут иметь разрушительные последствия для растений, посетителей цветов, таких как птицы и насекомые, а также для поддержания взаимодействия между растениями и опылителями», — говорит Мария Луиза Фригеро, первый автор исследования, которая проводила исследование во время обучения в магистратуре в IBB-UNESP.
Например, авторы ссылаются на снижение активности опылителей в дождливые периоды. Сильные дожди затрудняют полёт опылителей и регулировку температуры их тела, поэтому им требуется больше энергии для поиска пищи. Кроме того, усиленная эрозия и потеря питательных веществ влияют на сельскохозяйственные культуры.
Эксперименты
Эксперименты проводились на растениях кабачков, выращенных в теплице и орошаемых для имитации режима осадков за последние 40 лет в сентябре, месяце, когда растения обычно выращивают в регионе Ботукату. Сценарии увеличения и уменьшения количества осадков соответствуют прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) на конец века.
Сто двадцать растений выращивали в равных условиях температуры, питательных веществ и воды до появления первых листьев. После этого периода растения разделили на четыре группы по 30. Каждая группа получала различный режим для имитации различных условий выпадения осадков.
Одна контрольная группа оставалась в режиме нормального выпадения осадков для данного времени года в регионе. Другие группы получали количество воды, пропорциональное уменьшению (сокращение на 30%), увеличению (увеличение на 57%) или засухе (сокращение, эквивалентное 80% от нормального количества осадков, с последующим орошением, пропорциональным экстремальным осадкам). Это имитировало эффект длительной засухи, за которой следовали сильные дожди.
Чтобы убедиться, что никакие насекомые не потребляли нектар, за растениями наблюдали в течение 60 дней в закрытой теплице. В течение этого времени измеряли количество нектара и общее количество сахаров, произведённых каждым цветком и растением. Данные также позволили оценить производство нектара и сахара на единицу посаженной площади.
Хотя эти результаты получены в результате экспериментальной работы в теплице с культивируемым видом, авторы считают, что они убедительно показывают, что может произойти в естественных условиях и с другими сельскохозяйственными культурами.
В исследовании приняли участие Кармен Боаро, физиолог и профессор IBB-UNESP, и Леонардо Галетто, эколог из Национального университета Кордовы в Аргентине.
«Мы сейчас изучаем влияние изменения климата на местные и культивируемые виды растений, тестируя воздействие тепловых волн и других экстремальных явлений. Ещё одним направлением этого исследования является изучение того, как пчёлы реагируют на изменения, происходящие с цветами в этом контексте, с помощью поведенческого анализа», — говорит Присцила Тьюнс, соавтор работы, которая проходит постдокторантуру в IBB-UNESP и в настоящее время проходит стажировку в Университете королевы Марии в Лондоне в Соединённом Королевстве.
Предоставлено FAPESP.