Zadworny, M., Mucha, J., Bagniewska-Zadworna, A., Żytkowiak, R., Mąderek, E., Danusevičius, D., Oleksyn, J., Wyka, T.P. and McCormack, M.L. (2021), Higher biomass partitioning to absorptive roots improves needle nutrition but does not alleviate stomatal limitation of northern Scots pine. Global Change Biology 27: 3859-3869.
DOI: 10.1111/gcb.15668
Aby zrozumieć zasięgi geograficzne gatunków drzew oraz procesy kształtujące produktywność lasów konieczne jest poznanie mechanizmów, przy pomocy których drzewa pobierają ze środowiska zasoby potrzebne im do życia, a także sposobów gospodarowania tymi zasobami. Równie istotna jest odpowiedź na pytanie, w jaki sposób środowisko modyfikuje te mechanizmy. Naukowcy z Zakładu Botaniki Ogólnej UAM uczestniczyli w programie badawczym zorganizowanym przez Instytut Dendrologii PAN w Kórniku, mającym na celu zbadanie tych zagadnień u sosny zwyczajnej - gatunku o szerokim zasięgu geograficznym, łączącym obszary klimatu umiarkowanego i subarktycznego. Zespół badaczy odbył wyprawy terenowe, pobierając próby korzeni i igieł sosen z ich naturalnych stanowisk od południowej Polski do północnej Skandynawii. Wykorzystano też tzw. doświadczenie proweniencyjne ulokowane na Litwie, w którym sosny o różnych pochodzeniach geograficznych, a więc przystosowane do różnorodnych warunków, wysadzone są w jednolitym środowisku.
Badania wykazały, że w północnej, chłodnej strefie klimatycznej, gdzie gleby zawierają niewiele składników pokarmowych, struktura korzeni sosen jest zmodyfikowana w taki sposób, by uzyskać większą powierzchnię chłonną. Co ciekawe, sosny z dalekiej północy uprawiane w doświadczeniu proweniencyjnym na żyznym stanowisku w strefie umiarkowanej nie tylko zachowywały tę budowę korzeni ale jednocześnie wykazywały podwyższoną zawartość składników mineralnych – azotu i fosforu - w igłach, przewyższając nawet pod tym względem sosny miejscowe. Ta ewolucyjnie utrwalona specjalizacja korzeni pozwala sosnom z Dalekiej Północy pobrać wystarczające ilości składników mineralnych także w ubogich glebach ich naturalnych siedlisk. Pewnym zaskoczeniem były natomiast wyniki analiz stabilnego izotopu węgla (13C), który określa poziom długoterminowego niedoboru wody w igłach. W warunkach doświadczenia proweniencyjnego poziom ten nie zależał od budowy korzeni chłonnych, co pokazuje, że samo zwiększenie ich powierzchni absorpcyjnej, zwiększające pobór składników mineralnych niekoniecznie poprawia zdolność poboru wody.
Zgodnie z przewidywaniami klimatologów, obszary subarktyczne będą w znacznym stopniu podlegały ociepleniu klimatu. O ile wyższa temperatura na ogół sprzyja wzrostowi drzew, to przewidywane wraz z nią nasilenie suszy może ten wzrost ograniczać, zwłaszcza, że korzenie północnych sosen rozmieszczone są stosunkowo płytko. Będzie się tak działo dopóty, dopóki lokalnie zaadoptowane sosny nie ulegną ewolucyjnemu dostosowaniu do nowych warunków. Pewien optymizm płynie z faktu, że w obrębie zasięgu sosny istnieje duża pula zasobów genetycznych, także genów regulujących budowę korzeni, które poprzez migracje na północ za pośrednictwem nasion lub pyłku mogą wspomagać zachodzące tam procesy dostosowawcze. Badania łączące dane terenowe z wynikami doświadczeń proweniencyjnych, takie jak opisano w artykule w Global Change Biology, pozwalają nie tylko odkrywać mechanizmy przystosowawcze, ale także prognozować możliwe reakcje populacji drzew na zachodzące zmiany klimatu.