Genetická síla největších stromů světa, které umírají, je fascinující

03/07/2022 Iveta Mauci 13 min read 217 Zobrazení nejstarší stromy, největší stromy, změny klimatu

Proč nejvyšší stromy světa umírají?

I když objevujeme neuvěřitelné výhody nejstarších stromů na světě, ztrácíme je kvůli změně klimatu, píše Jim Robbins. Ale klonování by mohlo nabídnout odpověď, napsal server BBC. V roce 2005 náhle zemřelo několik staletí starých borovic ponderosa na mých 15 akrů (0,06 km čtverečních) lesa v severních Skalistých horách v Montaně. Brzy jsem zjistil, že je srážejí horští brouci, zhoubní zabijáci velikosti gumy na tužce, která se zavrtává do stromu.

Příští rok počet umírajících stromů exponenciálně rostl. Cítil jsem se bezmocný a zarmoucený, když jsem viděl tyto obří, nebe škrábající stromy mizející všude kolem sebe, protože jsem si uvědomil, že nemůžu udělat nic, abych to zastavil.

Zatímco místní brouci byli bezprostřední příčinou, základním důvodem bezprecedentní úmrtnosti v mém domovském státě a v celých Skalistých horách bylo, že zimy přestaly být opravdu chladné. Když jsem se koncem 70. let poprvé přestěhoval do Montany, byly v zimě běžné teploty -34 °C (-30 °F) nebo dokonce pod -40 °C, někdy i týdny v kuse. Nejchladnější zaznamenaná teplota v Montaně je -57 °C. V těchto dnech minimální zimní teploty zřídka klesnou pod -18C nebo tak. Pokud ano, je to obvykle jen na den nebo dva. To není ani zdaleka tak chladné, aby to zabilo brouky, kteří si vyrábějí vlastní přírodní nemrznoucí směs.

Během tří let mi odumřelo více než 90 % lesa. Najali jsme dřevorubce, aby stromy pokáceli a odvezli do továrny, kde je rozmělnili a přeměnili na lepenku.

Stromy čistí naši vodu, ovlivňují naše klima, poskytují dřevo na stavbu a dodávají zdroje potravy pro nás a mnoho zvířat, která jíme.

Ale nebylo to jen tady. Stromy umíraly po celé západní Severní Americe. Britská Kolumbie přišla v letech 2006 a 2007 o 80 % své vzrostlé borovice lesní a změnila se z úložiště uhlíku na zdroj uhlíku. Stromy na Západě nadále umírají; před několika lety zemřelo v Kalifornii 129 milionů stromů.

Zážitek z toho, jak můj les umírá, ve mně podnítil obnovený zájem o to, co se děje se stromy, jak v Montaně, tak ve světě. Začal jsem nyní dvě desetiletí trvající pátrání po životech a smrti stromů a lesů.

Stromy čistí naši vodu, ovlivňují naše klima, poskytují dřevo pro stavbu a dodávají zdroje potravy pro nás a mnoho zvířat, která jíme. Dokonce se zdá, že jsou nějak spojeni s hvězdami. Přesto víme překvapivě málo o jejich roli v našem světě.

Chybí nám také znalosti o genetice stromů: zejména o účincích kácení prakticky všech největších a nejrobustnějších stromů na řezivo na genofond po mnoho staletí. A také nevíme, jak se těm stromům, které přežily, povede v teplejším a sušším světě.

V posledních několika letech však vědci začali odhalovat význam starověké genetiky stromů a přibývají důkazy ukazující, že budou hrát kritickou roli v budoucnosti pozemských lesů. Tento výzkum sleduje snahy jedné skupiny stromových nadšenců pokusit se replikovat a zasadit největšího z těchto obrů, aby ochránili jejich prastarou DNA v tom, čemu říkají „živé knihovny“. Zdá se, že je prozíravý.

*Sekvoje jsou jedním z nejznámějších stromů Severní Ameriky, ale lze je nalézt i jinde, například v tomto lese vysázeném ve Victorii v Austrálii.*

Craig D Allen byl po většinu své kariéry na lesních smrtelných hlídkách. Byl přezdíván jako „stromový koroner“ kvůli jeho touze pochopit, jak stromy umírají na změnu klimatu. Navzdory tomu, že nedávno odešel do důchodu z US Geological Survey, je nyní více než kdy předtím zaneprázdněn výzkumem krize ve světových lesích a působí jako mimořádný profesor ekologie na University of New Mexico.

Před lety jsem s ním procházel akr po akru umírajících borovicových lesů v poklidné krajině kolem Santa Fe, zabité dlouhotrvajícím suchem a horkem. Když jsem ho nedávno znovu viděl, řekl mi, že odumírání lesů se celosvětově zrychluje.

Allen je jedním z malé skupiny výzkumníků, kteří pečlivě vysvětlují, co globální změna klimatu dělá se starými lesy – lesy, které jsou staré alespoň několik století, ty, které známe a milujeme, zejména staré lesy. Je to složité téma, ale Allen poukazuje na výsledky výzkumu publikované v minulém desetiletí, které pro něj shrnují ohromné dopady teplejší planety na tyto ekosystémy.

První z nich, dokument z roku 2012, jehož spoluautorem je Allen, kombinoval data letokruhů, klimatické záznamy a budoucí klimatické projekce na jihozápadě USA. Zjistilo se, že budoucí megasucho způsobené změnou klimatu by mohlo mít ničivý dopad na lesy v regionu. Jádrem problému je, že i když teploty vzduchu rostou lineárně, schopnost atmosféry zadržovat vodu roste exponenciálně. To znamená, že atmosféra je závratným tempem žíznivější a sucha strhávají stále větší množství vody z půdy, stromů a dalších rostlin.

Druhá studie publikovaná v roce 2012 australským výzkumným týmem shromáždila údaje o vodních sloupcích – trasách, kterými se voda ubírá ve stromu od kořenů ke koruně – u stovek druhů stromů. Zjistilo se, že teplejší sucha vytahují vodu z lesů zrychlujícím se tempem a na mnoha místech stromy již nemohou držet krok se stresem ze zvýšeného čerpání, což způsobuje něco podobného embolii.

Třetí je studie z roku 2015, která se zabývá zranitelností stromů po celém světě suchem. „Říká se, že každý velký typ lesa, od Arizony a Alžírska po Albertu a Argentinu, mokrý i suchý, umírá historicky neobvyklým způsobem, v důsledku horka a sucha,“ říká mi Allen.

Podstatou je, že horká sucha, která jsou stále častější a teplejší, stresují stromy až k prasknutí.

Rip Tompkins z Archangel Ancient Tree Archive šplhá na obří sekvoji v Sequoia Crest v Kalifornii

Protože oteplující se atmosféra může pojmout více srážek na místech, která jsou teplejší i vlhčí, některým lesům se daří extrémně dobře, lépe než kdy jindy, říkají Allen a Hammond. Ale tam, kde jsou horká sucha, umírají ve stále větším počtu. „Extrémní události zabíjejí stromy,“ říká Allen. „A horší období se zhoršují.“ Jsou vidět bezprecedentní extrémní události, jako je 49C (120F) dosažený v Britské Kolumbii letos v létě.

Stromy v přední linii tohoto měnícího se světa jsou staré, mnohé z nich jsou vysoké přes 200 stop (61 m) nebo dokonce 300 stop (91 m).

„Jedním z důvodů, proč jsou velké staré stromy ohroženy, je, že jejich přežití je opravdu vysoké: platí se větší účty,“ říká William Hammond, rostlinný ekofyziolog a ekolog globální změny na Floridské univerzitě. Potřebují více vody a více energie, aby tuto vodu napumpovali do své koruny. Mohou být zničeny suchem nebo oslabeny natolik, že se stanou kořistí hmyzu, nemocí nebo ohně.

1 % největších stromů obsahuje 50 % uhlíku obsaženého v lesích

Častější horká sucha také znamenají, že stromy mají méně času na zotavení. „Po skončení období sucha a po dobrém zavlažování stromů mají šanci znovu vyrůst a obnovit některé ze svých poškozených orgánů,“ říká Anna Trugmanová, odborná asistentka na Kalifornské univerzitě v Santa Barbaře, kde studuje vliv změny klimatu na lesy. „Ale pokud máte častější sucha, zády k sobě, může to vést k dlouhodobějšímu poklesu, protože nejsou schopni se zotavit.“

Velké staré stromy jsou sedící kachny.

To je problém, protože nejen, že jsou velké a staré a vzbuzují úctu, jsou rozhodující pro ukládání uhlíku, aby se svět neoteploval ještě rychleji. 1 % největších stromů obsahuje 50 % uhlíku obsaženého v lesích.

Tato hrozná budoucnost stromů přichází, i když se o nich stále učíme základní věci. Suzanne Simard, ekoložka z University of British Columbia, zjistila, že mezi stromy existují rodinné vztahy a že prostřednictvím svých kořenů a hub spolu komunikují a přehazují zdroje. Autorka a výzkumnice Diana Beresford Kroeger tvrdila, že hojné aerosoly, které stromy vydávají, jako jsou terpeny a limoneny, jsou přírodními antibiotiky, antivirotiky a chemopreventivními látkami, které pomáhají udržovat přírodní svět – včetně lidí – zdravý.

Hammond a Allen předpovídají rozsáhlé odumírání největších světových stromů a historických lesů. A výzkum ukazuje, že rostoucí lesy dneška jsou velmi odlišné od historických lesů, částečně kvůli novým teplejším a sušším podmínkám. „Lesy se zkracují, jsou stále mladší a dominantní druhy se přesouvají,“ řekl Hammond. „Stromy přetrvají. Budou s námi dlouho. Ale změní se.“

Co se tedy dá dělat? Snížení CO2 na pomalé oteplování je na vrcholu seznamu, ale to nemusí pomoci po desetiletí. Někde by pomohlo mechanické prořezávání lesů nebo předepsaný oheň. Některé lesy mají 800-1000 stromů na akr, což znamená tvrdou soutěž o vodu; zdravý les by měl být desetinou toho. Uvažuje se o zavlažování některých sekvojí.

A pak je tu mamutí pokus replikovat největšího z těchto žijících obrů.

Kontrolované spálení u stromu General Sherman v národním parku Sequoia odstraňuje bílé jedle a zkaženou hmotu bez poškození sekvojí.

V 90. letech minulého století tým otce a syna na venkově v severním Michiganu vymyslel plán na klonování největších stromů každého druhu v USA.

Byl to podomácku vytvořený plán nazvaný Projekt Strom šampionů. David Milarch je farmář čtvrté generace, který pěstuje stínované stromy. Vyhledal největší strom ze všech druhů v Národním registru velkých stromů, seznamu vedeném organizací American Forests, neziskovou organizací ve Washingtonu, DC. Se svým synem Jaredem zajeli ke stromu šampionů a požádali majitele, zda by si mohli vzít nějaké řízky.

Vyložili žebřík ze zadní části svého pick-upu a Jared vylezl na strom, aby si vzal několik malých větví. Řízky byly poslány do školky k vypěstování kopií. Potom Milarch a jeho syn zasadili klony do různých prostředí – na hřbitovy nebo do parků – do toho, co Milarch nazýval živoucí archivní knihovnou. Cílem bylo zachovat genetiku 800, 2 000 nebo 5 000 let starých stromů na místech po celém světě pro případ, že by původní strom zemřel.

„Genetika velkých stromů mizí,“ řekl mi, když jsem o schématu informoval v roce 2001. „Někdo je musí naklonovat a vést záznamy. Nikdo neví, co znamenají.“

2000 let starý strom ví něco o přežití – David Milarch

Milarchův projekt se zaměřil především na nejstarší a nejznámější stromy Ameriky: sekvoje a sekvoje. Před více než dvěma desetiletími jsem sledoval, jak jeho tým lezl na některé z největších stromů na světě, aby mohli řezat jehličí z výšky, nejlepší materiál pro klonování. Mezi nimi byl nádherný Waterfall Tree, sekvoj v soukromém háji ve střední Kalifornii, velryba stromu s červenooranžovou kůrou, která převyšovala lidi. Jeho fotografie se stala obálkou mé knihy, která vyprávěla příběh donkichotského úsilí farmářů stínových stromů naklonovat největší stromy světa a vysadit je po celém světě.

Pokračoval jsem v jiných věcech, ale v létě 2021 se moje dvacet let stará zkušenost s Milarchem vrátila. Požáry se prohnaly slavnými sekvojemi v Kalifornii a zabily pětinu z nich. Jedním z nich byl Waterfall Tree.

POČET UHLÍKŮ

Tyto stromy, které byly dlouho považovány za nezničitelné, v posledních letech umírají ve stále větším počtu. „Nyní vidíme, že lesní požár je schopen spálit velké obří sekvoje ve velkém množství,“ řekla Christy Brighamová, vedoucí oddělení pro řízení zdrojů a vědu pro národní parky Sequoia a Kings Canyon. „Hlavním hnacím motorem je 100letá historie potlačování požárů, ale je ještě horší v důsledku teplejšího sucha způsobeného změnou klimatu.“

Znepokojující je také vymizení genetiky obřích sekvojí. „Nevíme, co jsme mohli ztratit,“ řekl Brigham. „Mluvíme ale o druhu, který již prošel genetickým úzkým hrdlem a nachází se pouze v 78 hájích. Nyní máme tyto lesní požáry, které spálily 19 % dospělé populace velkých stromů. V jednom háji je 80 % háje je pryč.“

Milarchova organizace, nyní nazvaná Archangel Ancient Tree Archive, stále klonuje stromy a nyní míří do Kalifornie hledat a doufejme klonovat „ztracený“ háj sekvojí, o kterých se Milarch domnívá, že by mohly vytvořit nový rekord ve velikosti.

Vysazují také staré háje. „Zasadili jsme 75 sekvojí klonovaných ze starých vzrostlých stromů v Presdio,“ řekl mi nedávno s odkazem na bývalou vojenskou základnu, která se od té doby stala parkem. „A v rámci asistované migrace jsme vysadili sekvoje ve 41 městech v oblasti Puget Sound.“

Jesse Ketchum z Archangel Ancient Tree Archive zasadil novou sekvoj.

Filozofie Archangel Ancient Tree Archive je taková, že zatímco tyto 2000 let staré stromy se nemohou pohybovat, jejich genetika ano. Zatímco jejich klonování a výsadba za účelem vytvoření nového lesa stromy nezachrání, zachová jejich starou růstovou genetiku. Na podzim roku 2021 organizace, která pěstuje klonované stromy ve vlastním skleníku, zasadila klony Waterfall Tree a další a také sazenice na místě, kde byly lesy zničeny letošními letními požáry, a dále na sever, kde je klima. může být v teplejší budoucnosti pro sekvoje příznivější. „2000 let starý strom ví něco o přežití,“ říká Milarch.

Potenciální význam staré genetiky růstu inspiroval skladatele a hudebního producenta Timothyho Smita k vypěstování 49 klonů ze sbírky sekvojí Archangel Ancient Tree Archive v jeho projektu Eden v Cornwallu ve Spojeném království, kde sídlí tisíce rostlinných druhů z celého světa. „Vstoupili jako 3 stopy (0,9 m) vysoké děti a nyní jsou asi 15 stop (4,6 m) vysoké,“ řekl mi nedávno. „Všichni přežili.“

Tyto prastaré stromy představují jedince, kteří se usadili a přežili dlouhé cykly – Chuck Cannon

Po dvou desetiletích klonování ve víře potvrdila letos zveřejněná studie Milarchův přístup k zachování genetiky starých stromů. Dospěl k závěru, že staré a prastaré stromy radikálně zvyšují genetickou rozmanitost a přispívají tak k dlouhodobé odolnosti okolního lesa a jeho schopnosti přizpůsobit se.

„Tyto prastaré stromy představují jedince, kteří se usadili a přežili v dlouhých cyklech,“ říká Chuck Cannon, spoluautor studie a ředitel Centra pro vědu o stromech v Morton Arboretum v Illinois. „Zvláštní kombinace genetiky, kterou obsahují, může překlenout uplynulá staletí a přispět geny, které jsou prospěšné v extrémních podmínkách prostředí, které nebyly přítomny po stovky let. Jsou životně důležité pro dlouhodobou adaptační schopnost lesa.“

Navzdory tomu bylo provedeno velmi málo výzkumu genetiky starých stromů, protože staré stromy jsou vzácné a těžko identifikovatelné, říká Cannon. Proto si myslí, že na klonování starých vzrostlých stromů Archangel Ancient Tree Archive tolik záleží.

„Naučit se množit tyto živé materiály by mohlo být neocenitelné, abychom neztratili jedinečnou genetickou kombinaci, kterou tyto stromy představují,“ říká. Vytvoření této archy starého stromového materiálu by v podstatě mohlo pomoci dalším lesům zvýšit jejich genetickou rozmanitost a schopnost přizpůsobit se našemu rychle se měnícímu světu.

Když v těchto dnech procházím přes svůj pozemek, je povzbuzující vidět, že potomci mých zesnulých borovic se sami vracejí. Žádná náhrada za stromy dědečků, které tu kdysi stály, ale horské lesy v této části světa se ducha nevzdávají, alespoň zatím ne.

Ale lesy a stromy jsou něco, co už nemůžeme považovat za samozřejmost. Jejich existence je stále křehčí a jejich ztráta by byla nevyčíslitelná.

* Jim Robbins je autorem knihy Muž, který sázel stromy, vydaného nakladatelstvím Spiegel & Grau v USA; britský titul je The Man Who Plants Trees, vydaný nakladatelstvím Profile Books.

Zdroj: BBC