Širom sveta, šume se suočavaju sa izazovima bez presedana. Oni se bore sa šumskim požarima, bolestima, sušama i krčenjem šuma. Opstanak ovih velikih šuma zavisi od njihove sposobnosti da ponovo rastu – a za mnoga drveća, proces koji se zove „masting“ je ključan za ovu regeneraciju.
Masting—nepredvidivi ciklus proizvodnje semena—može imati duboke posledice po biljne populacije i prehrambene mreže koje su izgrađene na njihovom semenu. Ali složeni odnos između ciklusa proizvodnje semena i potrošača i raspršivača semena je slabo shvaćen.
Nova studija međunarodnog tima naučnika koja je obuhvatila milione posmatranja tokom godina širom sveta, objavljena u Nature Plants, po prvi put dokumentuje i analizira zamršenu ravnotežu između odbrane semena i širenja šumskog drveća na globalnom nivou. U radu su učestvovali istraživači iz 70 institucija.
Seme, voće i orašasti plodovi — sa visokim sadržajem ugljenih hidrata, masti i proteina — spadaju među najkvalitetnije biljne namirnice u prirodi, primetio je vodeći autor studije Tong Ćiu, docent na Državnom koledžu za poljoprivredne nauke. Kada ima mnogo semena, potrošači semena kao što su ptice, veverice i insekti imaju gozbu. Njihova populacija raste jer ima dovoljno hrane za jelo i nahraniti svoje potomstvo. Ali u godinama nakon jarbola, kada je proizvodnja semena niska, ove životinje bi mogle da se bore da nađu dovoljno hrane, a to bi moglo dovesti do pada njihove populacije.
„U isto vreme, neko seme koje se ne jede tokom jarbola može da proklija i izraste u novo drveće, a to može dovesti do povećanja broja stabala, što utiče na ukupan rast šume i stanište za druga stvorenja“, Kju rekao. „Razumevanje obrazaca gomilanja može da vodi menadžere šuma u njihovim naporima za očuvanje. Tokom mršavih godina proizvodnje semena, konzervatori mogu izabrati da ručno sade seme ili sprovode mere za zaštitu populacija životinja koje se bore.“
Nepravilni usevi semena mogu pomoći drveću da zbuni svoje grabljivce semena, ali Kiu i kolege su se pitali šta rade sa disperzerima semena koji drveću mogu biti potrebni da osiguraju uspešnu klijavost? Ako nepouzdana proizvodnja semena koja sprečava „neprijatelje“ drveta ima iste negativne uticaje na njihove prijatelje raspršivače, pretpostavili su oni, onda možda vrste drveća koje se najviše oslanjaju na životinjske raspršivače moraju odustati od ove odbrambene opcije.
„Kada drveće ima velike promene u proizvodnji semena, traje mnogo vremena između godina sa visokim semenom i kada svi proizvode mnogo semena u isto vreme, grabežljivci mogu biti preplavljeni“, rekao je Kju. „Ova strategija za proizvodnju semena potencijalno ometa sposobnost potrošača semena da ublaže efekte međugodišnjih fluktuacija tako što se hrane između različitih stabala domaćina. Naše istraživanje je otkrilo da se gomilanje oslanja na tri kritična aspekta koji utiču i na prijatelje i na neprijatelje drveća, na raspršivače semena. i semenski predatori“.
U radu, istraživači uvode tri elementa mastinga na osnovu 12 miliona posmatranja od tri godine širom sveta. Prvi je volatilnost, koja odražava količinu semena koja varira iz godine u godinu. Drugi je periodičnost, koja se odnosi na vremenski interval između godina visoke proizvodnje semena. Treći je sinhronicitet, koji predstavlja uobičajeni trend gde mnoga stabla rađaju velike useve semena u istim godinama.
Ali postoji problem sa ovim objašnjenjem za masting, istakao je stariji autor studije Džejms Klark, Nikolas uvaženi profesor nauke o životnoj sredini na Univerzitetu Djuk, koji je izgradio mrežu za zaključivanje i predviđanje masta, poznatiju kao MASTIF.
Iste vrste drveća koje privlače predatore semena mogu takođe zavisiti od sisara i ptica da rasprše svoje seme, sugerisao je. Ovi prijatelji su toliko vredni da mnoge vrste drveća pakuju svoje voće i orašaste plodove dodatnim resursima i reklamiraju ih raznobojnim displejima, sve kako bi privukli svoje važne mutualističke raspršivače.
U radu su istraživači procenili da li je nepouzdana proizvodnja semena koja sprečava neprijatelje drveta imala isti negativan uticaj na njihove prijatelje raspršivača. Ako jarbol efikasno štiti od neprijatelja — a jeste, potvrdili su — onda možda vrste drveća koje se najviše oslanjaju na životinjske raspršivače moraju odustati od ove odbrambene opcije.
„Analiza proizvodnje semena u stotinama vrsta drveća na pet kontinenata pokazuje ovu mešovitu korist od mastovanja – vrste drveća koje najviše zavise od raspršivača životinja su one koje izbegavaju gomilanje“, rekao je Klark. „U šumama umerenog pojasa Severne Amerike i Evroazije, hrastovi i jele su plodne vrste jarbola. Borovi i smrče takođe su jarbol, ali u manjem stepenu. Hikorija i orasi još manje. i šećerne bobice, persimmon, kleka, tisa i šapa, jedva da su uopšte – oni su pouzdani resursi.“
Jele, borovi i smrče postaju plen ptica i mnogih glodara u krošnjama, a takođe i kada stignu do šumskog tla, dodao je Klark. Na drvetu, četinari mogu braniti svoje seme u drvenastim šišarkama obloženim smolom, od kojih su mnoge naoružane bodljama. Jednom kada se nađe na šumskom tlu, glodari brzo iscrpljuju izloženo seme. Sa nekoliko mutualističkih raspršivača, oni su glavni kandidati za savladavanje.
Hranljivi sastojci i klimatski gradijent takođe igraju ulogu u mastingu, izvestili su istraživači. Vrste koje zahtevaju mnogo hranljivih materija obično imaju niske promene u proizvodnji semena iz godine u godinu, dok one koje se često nalaze u hranljivim, toplim i vlažnim područjima pokazuju kraće vremenske intervale između godina visoke proizvodnje semena. U međuvremenu, masting je češći na hladnim i suvim mestima.
„Zanimljivo je da se to dešava u oblastima gde vremenski uslovi znače da postoji manja potreba za životinjama da šire seme, za razliku od vlažnih i toplih tropskih krajeva gde je takva pomoć životinja češća“, rekao je Ćiu. „Ova fascinantna međuigra nas podseća da su naše raznolike šume rezultat bezbrojnih faktora koji rade zajedno u harmoniji, prilagođavajući se svojim jedinstvenim okolnostima da bi napredovali.
U suprotnom ekstremu, bogati, šareni plodovi izbegavaju divlje fluktuacije – drveće koje ih proizvodi zavisi od svojih životinjskih raspršivača, rekao je Klark. Iako još uvek postoji mnogo varijacija iz godine u godinu, jer je veliko, skupo voće osetljivo na stres od vlage.
„Dobra dvonedeljna suša sredinom leta dovešće do toga da mnoga drveća napuste veći deo svojih plodova – rani abortus“, rekao je on. „Ovo uključuje ne samo mesnato voće kao što su hurmaš, kopriva (uključujući stablo koprive u Evropi) i crna guma. Žir i orasi hikori takođe imaju visok sadržaj vlage; oni takođe pobacuju mnoga delimično razvijena semena kako bi smanjili potražnju za resursima. Ipak, niz godina sa odgovarajućim klimatskim uslovima može videti pouzdane useve u mnogim od ovih vrsta, jedan za drugim.“
