Изменения в растениях, вызванные нарушениями климата
Поэтому вполне логичен вопрос: насколько биосфера Земли способна приспособиться к резким изменениям климата? Анализ воздействия на биосферу предполагаемых изменений можно начать с рассмотрения вопроса о том, как низкие температуры и недостаток солнечного света скажутся на жизни отдельных растений. Примерно две трети территории земного шара приходится на районы, где минимальная температура ниже 0°С; почти на половине территории планеты температура опускается ниже — 10°С. Ясно, что на большей части Земли отрицательные температуры — явление естественное, и многие растения и животные приспособились к ним. Так, деревья северных лесов способны выжить при температуре —50°С, а отдельные виды северных растений выдерживают даже охлаждение в жидком азоте при температуре — 196°С. Области распространения растений в значительной мере определяются именно среднегодовыми колебаниями минимальных температур. Однако и в пределах любой отдельно взятой экосистемы различные живые организмы совершенно по-разному реагируют на климатические изменения. Многие растения могут приспособиться к низким температурам, но подобная адаптация осуществляется только при колебаниях температуры в определенных пределах, которые происходят регулярно и последовательно — в зависимости от смены времен года. Как правило, к температурам, выходящим за пределы нормы, растения приспособиться не в состоянии, особенно когда температурные скачки происходят неожиданно, «внесезонно». Иными словами, растения подготовлены к экстремальным температурным режимам, но только в пределах, характерных для районов их распространения, и не выдерживают условий, резко отличающихся от привычных. Относительно слабые изменения климата, происходящие на протяжении многих веков, приводят к тому, что география распространения того или иного вида растений может меняться, но резкие изменения — в течение нескольких недель или лет — попросту уничтожат их. Растения реагируют не только на изменения сред-несевонных и среднегодовых температур, но и на резкие кратковременные температурные скачки. Они могут серьезно пострадать или даже погибнуть, случись заморозки, например, в пору цветения, т. е. в период, когда растения особо чувствительны к низким температурам. В нормальных условиях растения акклиматизируются («закаляются») постепенно, готовясь встретить низкие температуры, обусловленные естественной сменой времен года. Акклиматизировавшимся растениям, как правило, не страшны даже периоды резких похолоданий. Однако они могут не выдержать похолоданий, если те затянутся на слишком долгий срок или окажутся гораздо сильнее, чем обычно. Это обстоятельство, очевидно, и определит, смогут ли растения выжить и возродиться после ядерного конфликта. Но помимо морозостойких видов растений существует немало таких, для которых нулевые (и даже выше нуля — вплоть до 15°С) температуры оказываются гибельными или наносят им серьезный ущерб. Такие температуры не настолько низки, чтобы полностью убить растение, но достаточны, чтобы нанести им серьезные повреждения. (Считается, что эти температуры могут вызвать прямое повреждение клеточных мембран или оказать более постепенное воздействие, нарушив обмен веществ.) Многие растения из теплых тропических и субтропических районов не способны противостоять заморозкам. Большинство из них -не выдерживают даже падения температуры ниже 10 °С. Однако, как показывают расчеты, после ядерной войны температура во многих районах мира может упасть ниже этой черты и оставаться на таком уровне в течение дней и недель. В ряде случаев достаточно будет понижения температуры до 15 °С. Именно при такой температуре, например, погибают некоторые сорта риса. Определяющими факторами являются интенсивность и продолжительность заморозков. Если пониженные температуры сохранятся несколько дней, то тропические и субтропические культуры серьезно пострадают. Установлено, например, что похолодание, наступившее сразу после посева кукурузы и затянувшееся на месяц, может уничтожить весь урожай этой культуры. Причем здесь речь идет о температурах выше нуля. Морозостойкость растений в значительной степени зависит от количества содержащейся в них влаги, поскольку именно замерзание внутриклеточной жидкости приводит к необратимым разрушениям живых тканей. Большинство микроорганизмов, лишайников, мхов, папоротников в сухом виде способны выдерживать чрезвычайно низкие температуры. Таким образом, выживут или нет многие растения при неожиданном похолодании, во многом зависит от того, в какой стадии развития оно их застанет и как много влаги в них содержится. По всей вероятности, многие растения умеренных широт, если они будут готовы к морозам, имеют шансы выжить. Известно, что растения, распространенные в умеренных климатических зонах, в частности в степных районах, а также большинство сорных трав плодоносят семенами с очень низким содержанием влаги, которые способны выдерживать весьма низкие температуры. В отличие от этих растений деревья и кустарники тропических и субтропических лесов не способны акклиматизироваться к холоду и в любой период своего развития уязвимы для заморозков. Многие из них приносят плоды с очень высоким содержанием влаги, и, следовательно, они крайне чувствительны к низким температурам. Растения, обитающие в теплых прибрежных районах, где низкие температуры довольно редки, тоже не отличаются морозостойкостью. Необходимо заметить, что, хотя некоторые растения и способны выдерживать похолодание, стоит температуре повыситься, как вся акклиматизация идет насмарку. Например, если в районах с суровым климатом в течение 1—2 сут продержится температура выше 10°С, то растения теряют свою холодостойкость. Таким образом, если температурные колебания будут носить нерегулярный характер, определяясь, например, прохождением в атмосфере плотных облаков пыли и сажи, то неожиданное потепление нарушит акклиматизацию растений и они окажутся совершенно беззащитными при последующем внезапном похолодании. Резкие колебания температур будут особенно опасны для деревьев и кустарников, произрастающих в Северном полушарии в районах, лежащих между 30° и 40° с. ш. Таким образом, растения, обитающие в зонах с регулярным сезонным изменением климатических условий, обладают способностью замедлять свою жизнедеятельность и, следовательно, отличаются гораздо большей морозостойкостью, чем растения влажных и теплых тропических районов. Резкое похолодание может привести к полному уничтожению экологической системы тропического леса, которая в обычных условиях привычна лишь к незначительным сезонным колебаниям температуры.
