Jak souvisí rozdíly v alokaci biomasy u stromů s jejich rozšířením

Jak souvisí rozdíly v alokaci biomasy u stromů s jejich rozšířením

Schopnost druhů přizpůsobovat se měnícím se podmínkám prostředí souvisí s vnitrodruhovou variabilitou jejich ekologických funkčních vlastností. Živé organismy neustále čelí výzvě, jak optimálně alokovat omezené zdroje tak, aby se maximalizovalo jejich fitness. Frakce alokace biomasy BAFs (fractions of biomass allocation) je koncept, který ukazuje relativní podíl rostlinné biomasy přítomné v různých orgánech rostliny. Představuje jak funkční vlastnosti, tak přímé vyjádření investičních strategií a má proto důležitý vliv na fitness rostliny, zvláště v kontextu současných globálních klimatických změn.
 
Autoři pracovali se dvěma rozsáhlými soubory dat, které poskytují informace o frakcích biomasy pro cca 10000 stromů rostoucích v Evropě a Eurasii. Pro hlavní analýzu použili informaci o poměru listoví a nadzemních dřevnatých částí rostliny a pro analýzu senzitivity poměr kořen/stonek. Pro všechny stromy v datovém souboru měli údaje o věku a přesné poloze. Při analýze dat autoři vycházeli z těchto předpokladů:
 
  • Hypotéza 1: Druhy s menším areálem mají větší variabilitu ve frakcích alokace biomasy. Za touto hypotézou stojí úvaha, že druhy se přizpůsobují prostředí a variabilita BAFs se snižuje v důsledku působení vnitřních faktorů. Více variabilní bude u druhů, které častěji zažívají extrémní podmínky prostředí, jež se častěji vyskytují na okrajích areálu. Druhy s malými areály mají větší šanci zažít situaci na okraji areálu a budou mít tedy více variabilní BAFs. Analýza dat však tuto hypotézu nepotvrdila. 

 

  • Alternativní hypotéza 2: Druhy s větším areálem mají větší efektivní velikost populace a větší genetickou diverzitu, tedy i větší variabilitu ve frakcích alokace biomasy. Na základě statistického testování se ukázalo, že variance ve frakcích alokace biomasy opravdu roste se zvětšujícím se areálem druhu. Tato korelace zůstala zachována i po zohlednění fylogenetických vztahů pomocí fylogeneticky nezávislých kontrastů.

 

  • Třetí předpoklad, tedy, že rozdíly ve frakcích alokace biomasy by měly být nižší u nahosemenných než u krytosemenných rostlin, se nepotvrdil. Rozdíly v BAFs mezi nahosememnnými a krytosemennými nebyly průkazné.
 
Analýza, která jako hlavní proměnnou použila poměr kořen/stonek, poskytla srovnatelné výsledky, ale méně statisticky průkazné.
 
Autory rovněž zajímalo, jak varianci ve frakcích alokace biomasy ovlivňuje zeměpisná šířka. Silná pozitivní závislost se prokázala pouze v rámci jednoho souboru dat. Tento datový soubor zahrnoval řadu jednotlivých údajů z různých míst a umožnil proto účinně zkoumat rozdíly, které vychází z variability prostředí. Na základě této analýzy vykazují stromy, které se vyskytují blíže pólům, větší rozdíly ve frakcích alokace biomasy. Toto zjištění autoři vysvětlují tím, že směrem k pólům se zvyšuje variabilita prostředí a ta pak zvyšuje rozdíly v BAFs.
 
Využitelné výstupy: 

Větší genetická diverzita a tím i větší variabilita v ekologických funkčních znacích umožňuje lepší schopnost adaptovat se na měnící se prostředí. Genetická diverzita je negativně ovlivňována ztrátou vhodných habitatů, což může následně ovlivnit schopnost druhu čelit nepříznivým podmínkám. Předpokládalo se, že u dlouhověkých stromů přechodná ztráta biotopu nemusí vadit, pokud jsou následně vytvořeny podmínky srovnatelné s předchozím habitatem. Výsledky studie ovšem naznačují, že změny v genetické diverzitě mohou nastat velmi rychle v rámci několika málo generací rostoucích v izolaci. V důsledku nižší genetické diverzity se sníží variabilita frakcí alokací biomasy, které úzce ovlivňují fitness rostliny, konkrétně její schopnost modifikovat morfologické struktury v důsledku změn prostředí. Zdá se tedy, že i přechodná ztráta habitatu může vést ke ztrátě genetické diverzity a snížit možnosti přežívání druhu. Autoři v této souvislosti upozorňují na nevhodné lesnické praktiky, při kterých jsou porosty obnovovány komerčním genetickým materiálem, což může být riskantní pro genetickou diverzitu původních stromů.

Zdroj: 
Veresoglou S.D., Penuelas J. (2019) Variance in biomass-allocation fractions is explained by distribution in European trees. New Phytologist 222. 1352-1363 pp. https://doi.org/10.1111/nph.15686
Zadal: 
Alena Peltanová (překlad Jarmila Kostiuková)