Rozsivky a Vliv Změny Klimatu

Svět a jeho klima se velmi rychle mění. Vzhledem k relativně pomalým evolučním procesům, které závisejí především na náhodných mutacích, není jisté, zda se rostliny a další méně pohyblivé organismy mohou na nové podmínky dostatečně rychle adaptovat.

Vysoké teploty, sucho, nedostatek živin… Klimatické změny ovlivňují také rostliny. Jak se mohou adaptovat, aby přežily v nových podmínkách?

Adaptace Rostlin na Změnu Klimatu

Mezinárodní tým pod vedením vědců z Botanického ústavu AV ČR prokázal, že se klonální rostliny mohou přizpůsobit změně klimatu, aniž by změnily svoji DNA. Umožňuje jim to epigenetická paměť.

Výzkumný tým však poprvé na přírodních populacích ukázal, že by evoluce rostlin mohla být zajištěna nejen náhodnými změnami v kódu DNA, jak předpokládá současná evoluční teorie, ale i pomocí epigenetických procesů, kterými rostliny reagují na přírodní podmínky.

Epigenetické mechanismy umožňují změny v aktivitě genů a mohou se dědit z generace na generaci bez toho, aniž by rostliny měnily svoji DNA. „Zapínání“ a „vypínání“ určitých genů umožňuje organismům reagovat na měnící se prostředí a ovlivňovat tak jejich růst.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Tato dědičná regulace genů není nahodilá, je částečně podmíněna přírodními podmínkami a probíhá mnohem rychleji než náhodné změny v kódu DNA, které mají podobný efekt na výslednou podobu jedinců. „U náhodných mutací jsou změny v sekvenci DNA řádově tisíckrát pomalejší než změny v epigenomu.

Výzkum na Jahodníku Obecném

Výzkum na široce rozšířeném druhu jahodníku obecného jako jeden z prvních svého druhu potvrdil, že lokální klima, jako je nízká či naopak vysoká teplota, vyvolává charakteristickou epigenetickou variabilitu (v tomto případě metylaci DNA), která rostlinám umožňuje reagovat na okolní klimatické podmínky. Lidé rostlinu znají jako lesní jahody.

Pro odborníky má jahodník obecný (Fragaria vesca) několik výhod. Vyskytuje se v různých klimatických podmínkách, od teplých oblastí jižní Evropy až po chladné oblasti Skandinávie. Rozmnožuje se klonálně i sexuálně, používá tedy všechny reprodukční strategie. „Jahodník má malý genom, a to ulehčuje jeho genetickou analýzu.

Již dříve výzkumníci z Botanického ústavu AV ČR zjistili, že si rostliny jahodníku pamatují přírodní podmínky předchozích generací, což jim umožňuje přežít oproti geneticky totožným rostlinám, kterým byla paměť odstraněna.

Vliv Teploty a Srážek

V nově publikované studii se výzkumný tým zaměřil na klimatické podmínky od vysokých teplot (jižní Evropa, nížiny) po chladné podmínky Skandinávie (Norsko), dále pak na množství srážek. „Výsledky ukázaly, že nejdůležitějším faktorem byla právě vysoká teplota.

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

Vědci tak přímo prokázali, že je klimatem indukovaná paměť podmíněna epigenetickou variabilitou, která je dědičná přes několik generací a přímo ovlivňuje funkci genů potřebných k úspěšnému přežívání zvýšených teplot. Díky této schopnosti dokážou rostliny připravit své potomky na podmínky, které mohou očekávat v průběhu života. „Tato adaptace je zvlášť pozoruhodná, protože nepotřebuje žádné změny v samotné DNA a je tudíž výrazně rychlejší.

Tropické Lesy a Klimatická Změna

Tropické lesy dokážou sice odolávat zvyšujícím se teplotám, ale pouze do určité míry, ukazuje nová studie uveřejněná v mezinárodním vědeckém časopise Science. I v teplejších podmínkách mohou nadále ukládat velké objemy uhlíku, pokud ovšem současně omezíme produkci skleníkových plynů.

Tropické lesy prostřednictvím fotosyntézy dlouhodobě pohlcují oxid uhličitý, jehož výrazná část se uvolňuje do atmosféry spalováním fosilních paliv. Pomáhají tak udržet stabilitu klimatu na Zemi. Oxid uhličitý je totiž jedním z hlavních skleníkových plynů, které přispívají k zachycování tepla ze slunečního záření.

„Světové tropické lesy obsahují jen ve stromech tolik uhlíku, že to vyrovnává produkci emisí z fosilních paliv za čtvrt století. Pokud budeme schopni klimatickou změnu zmírnit, mohou tyto lesy i nadále ukládat velké množství uhlíku,“ vysvětluje Radim Hédl, který vede dlouhodobý monitoring na trvalých plochách v Bruneji.

Syntéza dat ze zalesněných ploch napříč klimatickými a biogeografickými pásmy ukazuje, že tropické lesy se dokážou s globálním oteplováním vyrovnat, aniž by významně klesla jejich schopnost vázat nadbytečný oxid uhličitý z ovzduší. Děje se tak, pokud je množství uhlíku navázané růstem stromů větší než ztráty vlivem odumírání a rozkladu dřeva.

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Na uvedených výsledcích se podíleli i tři autoři z České republiky - Radim Hédl z Botanického ústavu AV ČR, Martin Dančák z Univerzity Palackého v Olomouci a Martin Svátek z Mendelovy univerzity v Brně. K dosud nejrozsáhlejší studii přispěli dlouhodobými opakovanými měřeními růstu několika tisícovek stromů a sledováním jejich mortality na trvalých plochách v národním parku Ulu Temburong v Bruneji na Borneu.

„Lze předpokládat, že tropické lesy jsou do určité míry schopny dlouhodobé adaptace na klimatickou změnu, a to částečně díky své vysoké biodiverzitě. K nově získaným výsledkům říká: „Současné poznatky ukazují obdivuhodnou schopnost nedotčených tropických lesů čelit vysokým teplotám.

Vliv na Motýly

Globální klimatická změna ovlivňuje mnoho oblastí života na naší planetě. Podle zjištění vědců z Biologického centra AV ČR nebude mít na většinu druhů motýlů oteplování žádný vliv a zbytek se přizpůsobí. Mnohem větší nebezpečí však pro motýly představuje intenzivní hospodářská činnost člověka.

Protože oteplování planety lze vnímat jako posuny klimatických pásem, jihočeští vědci zkoumali, jak se mění doba letu motýlů v závislosti na zeměpisné šířce. Použili k tomu čtvrt milionu údajů z nejrůznějších databází, přičemž nejstarší údaje pocházely z 18. století. „U většiny motýlů by se nemělo se změnou klimatu nic měnit, a to jak s oteplováním, tak i s případným ochlazováním. Tyto druhy tady žijí už od třetihor, přežily několik dob ledových na stejných místech a ani výraznější změny teplot je neovlivní,“ říká entomolog Zdeněk Faltýnek Fric z Biologického centra AV ČR, autor studie, kterou uveřejnil prestižní časopis Ecology Letters.

U dalších druhů motýlů však změny nastanou, respektive už nastávají v průběhu posledních dekád. „Týká se to druhů, které létají časně zjara, například soumračník jitrocelový. Čím jsou víc na sever, tím se vyskytují později. Tyto druhy budou s oteplováním vylétat dříve,“ vysvětluje Zdeněk Faltýnek Fric.

Vědci dále zjistili, že druhy z vlhkých oceánických oblastí reagují na změnu klimatu výrazněji než druhy kontinentální a že některé druhy motýlů vystupují z nížin do větších nadmořských výšek.

Dlouhodobý Monitoring Látkových Toků

Pro studium dopadů acidifikace, eutrofizace a dopadů globální změny klimatu byla založena v roce 1994 síť 14 malých pramenných povodí. Malá povodí o plochách desítek až několika stovek hektarů představují ideální výzkumné lokality pro hodnocení hydrologických a hydrochemických bilancí.

Jednotnou metodikou - kontinuální měření průtoků v uzávěrovém profilu, měsíční analýzy složení srážek, podkorunových srážek a povrchového odtoku - slouží pro výpočet látkových toků ekologicky významných složek (dusík, fosfor, uhlík, hliník, bazické kationty, atd.).

V současné době je k dispozici 20 let nepřetržitého sledování látkových bilancí ekologicky významných prvků v měsíčním/týdenním časovém rozlišení. Stávající výzkum ukázal rapidně se měnící chemické složení srážek a povrchových vod na území České republiky. Primárně jako odezva na snížené vstupy okyselujících látek (redukce depozice síry).

Rozsivky jako Indikátory Prostředí

V rámcové směrnici o vodách (Water Framework Directive) je zakotven požadavek monitoringu fytobentosu v řekách jako ukazatele ekologického stavu vodotečí. Složení fytobentosu je účinným bioindikačním prostředkem ke zjištění ekologického stavu, kdy zejména rozsivky jsou vhodným indikátorem složení celého společenstva fytobentosu.

Ke zjišťování trofického stavu a míry acidity prostředí se využívají též nerozsivkové druhy bentických řas. Ty jsou zejména vhodné ke stanovení míry živinové úrovně vod (tzv. perifyton index of trophic status PIT) a míry acidifikace (acidification index perifyton AIP).

Tabulka: Parametry Měřené ve Vzorcích Vod

Závěr

Změny přírodního prostředí nabývají během posledních desetiletí na rozsahu a intenzitě. Má to významné důsledky pro společenstva organismů a jejich biodiverzitu, což se projevuje na celosvětové úrovni. Pro pochopení dynamiky a dopadů globálních změn na přírodu a lidskou společnost je třeba analyzovat velké datové soubory, které zachycují vývoj ekosystémů na různých prostorových úrovních.

tags: #rozsivky #vliv #změna #klimatu

Oblíbené příspěvky:

• Autobusové nádraží Kdyně
• Napojení dvou nemovitostí na společnou kanalizaci
• Ženy a chudoba v ČR
• Dopady znečištění munice
• Cíle a význam oběhového hospodářství