Накопленная ДНК в образцах воздуха, которым уже несколько десятилетий, позволила ученым из Лундского университета в Швеции зафиксировать заметное изменение: северные мхи теперь выпускают свои споры на недели раньше, чем это было прежде. Этот сдвиг напрямую связан с более теплыми условиями, которые наблюдались в предыдущем году, что наглядно демонстрирует, как изменение климата незаметно перепрограммирует природные циклы.
Исследователи, анализируя ДНК, сохранившуюся в архивных пробах воздуха, собранных шведскими вооруженными силами, нашли убедительные доказательства того, что сезонное высвобождение спор северными мхами кардинально изменилось за последние 35 лет. Полученные данные показывают, что споры мхов теперь появляются на несколько недель раньше, чем в прошлом, подчеркивая высокую скорость адаптации природных систем к потеплению климата.
Отбор проб воздуха в Швеции начался в 1960–х годах в рамках усилий по мониторингу радиоактивных осадков после испытаний ядерного оружия. В то время эта задача была исключительно связана с национальной безопасностью, а не с экологией. Однако стекловолоконные фильтры, использовавшиеся для улавливания взвешенных частиц, также сохранили следы ДНК пыльцы, спор и другого микроскопического биологического материала. Этот неожиданный научный ресурс был впервые идентифицирован Пером Стенбергом, исследователем из Умеоского университета.
«Эти образцы оказались неожиданным, уникальным и очень интересным архивом ДНК ветрораспространяемых биологических частиц», – отмечает Нильс Кронберг, исследователь ботаники из Лундского университета.
Используя этот архив, исследовательская группа отследила изменения в воздушных спорах мхов за 35–летний период, сосредоточившись на 16 различных видах и группах мхов. Их анализ выявил разительный сдвиг: в среднем, мхи теперь начинают выбрасывать споры примерно на четыре недели раньше, чем в 1990 году, а пик рассеивания спор наступает примерно на шесть недель раньше.
«Это существенная разница, особенно если учесть, что лето на севере такое короткое», – комментирует Нильс Кронберг.
Результаты исследования указывают на более теплые осени как на ключевой фактор этого сдвига. Когда осенние температуры остаются высокими дольше, мхи получают больше времени для развития своих споровых коробочек до наступления зимы. Это дополнительное время развития дает растениям биологический толчок, позволяя спорам высвобождаться раньше, как только наступает весна. При этом одним из самых неожиданных результатов стало то, что не влияло на сроки рассеивания спор.
«Мы ожидали, что таяние снега или температура воздуха в тот же год, когда происходит рассеивание спор, будут решающими, но оказалось, что климатические условия предыдущего года являются наиболее важным фактором», – объясняет Фиа Бенгтссон, бывший исследователь ботаники в Лундском университете, а ныне сотрудник Норвежского института исследований природы.
Помимо документирования быстрых экологических реакций на изменение климата, это исследование предлагает мощный новый подход для изучения того, как растения и животные менялись со временем. Тот же метод, основанный на анализе ДНК, может быть применен к другим видам, которые выбрасывают биологический материал в воздух. Поскольку образцы воздуха собирались в различных точках Швеции, исследователи могут реконструировать экологические сдвиги на протяжении десятилетий и сравнивать тенденции с севера на юг.
«Мы ожидаем, что наши результаты и знания о том, как изменилась природа с 1970–х годов, станут частью следующего доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) о задокументированных последствиях изменения климата», – заключает Нильс Кронберг.
