Годишният часовник на сезоните – зима, пролет, лято, есен – често се приема за даденост. Но ново проучване, публикувано в сп. Nature, използващо нов подход за наблюдение на сезонните цикли на растеж от спътници, показва, че тази идея е твърде опростена. Учените представиха безпрецедентен портрет на сезонните цикли на наземните екосистеми на Земята. Това разкрива „горещи точки“ на сезонна асинхронност по целия свят – региони, където времето на сезонните цикли може да не е синхронизирано между близките места. Тези разлики във времето могат да имат изненадващи екологични, еволюционни и дори икономически последици.
Наблюдение на сезоните от космоса
Сезоните задават ритъма на живота. Живите същества, включително хората, коригират времето на своите годишни дейности, за да използват ресурсите и условията, които се променят през годината.
Още: Професор от БАН заговори за промяна в климата у нас, с която трябва да свикнем
Изучаването на това време, известно като „фенология“, е вековна форма на човешко наблюдение на природата. Но днес можем да наблюдаваме фенологията и от космоса.
С десетилетни архиви от сателитни изображения можем да използваме изчисления, за да разберем по-добре сезонните цикли на растеж на растенията. Методите за това обаче често се основават на предположението за прости сезонни цикли и ясно изразени вегетационни периоди. Това работи добре в голяма част от Европа, Северна Америка и други места с висока географска ширина и силни зими. Този метод обаче може да се затрудни в тропиците и сухите райони. Там сателитните оценки за растежа на растенията могат да варират едва доловимо през годината, без ясно очертани вегетационни периоди.
Изненадващи модели
Чрез прилагане на нов анализ върху 20-годишни сателитни изображения, учените са създали по-добра карта на времето на циклите на растеж на растенията по целия свят. Наред с очакваните модели, като например забавена пролет на по-високи географски ширини и надморска височина, са видели и по-изненадващи неща.
Още: Невиждани досега сезони се появяват на Земята
Един изненадващ модел се наблюдава в петте средиземноморски климатични региона на Земята, където зимите са меки и влажни, а лятото е горещо и сухо. Те включват Калифорния, Чили, Южна Африка, Южна Австралия и самото Средиземноморие.
Всички тези региони споделят сезонен модел с „двоен пик“, документиран по-рано в Калифорния, тъй като циклите на растеж на горите са склонни да достигат пик приблизително два месеца по-късно от други екосистеми. Те също така показват резки разлики във времето на растеж на растенията от съседните им сухи земи, където летните валежи са по-често срещани.
Откриване на горещи точки
Тази сложна смесица от модели на сезонна активност обяснява едно основно откритие от работата на учените: средиземноморският климат и съседните му сухи земи са горещи точки на несинхронизирана сезонна активност. С други думи, това са региони, където сезонните цикли на близките места могат да имат драстично различно време.
Още: Знаете ли защо се сменят сезоните?
Да разгледаме например забележимата разлика между Финикс, Аризона (който има сходни количества зимни и летни валежи) и Тусон, само на 160 км (където повечето валежи идват от летния мусон).
Други глобални горещи точки се срещат предимно в тропическите планини. Сложните модели на несинхронизирани сезони, които наблюдаваме там, може да са свързани със сложните начини, по които планините могат да повлияят на въздушния поток, диктувайки локалните модели на сезонните валежи и облачност.
Тези явления все още са слабо разбрани, но може да са фундаментални за разпространението на видовете в тези региони с изключително биоразнообразие.
Сезонност и биоразнообразие
Идентифицирането на глобални региони, където сезонните модели са несинхронизирани, беше първоначалната мотивация за нашата работа. И откритието ни, че те се припокриват с много от горещите точки на биоразнообразието на Земята – места с голям брой растителни и животински видове – може да не е съвпадение.
В тези региони, тъй като сезонните цикли на растеж на растенията могат да бъдат несинхронизирани между близките места, сезонната наличност на ресурси също може да е несинхронизирана. Това би повлияло на сезонните репродуктивни цикли на много видове и екологичните и еволюционните последици биха могли да бъдат дълбоки.
Едно такова следствие е, че популациите с несинхронизирани репродуктивни цикли биха били по-малко склонни да се кръстосват. В резултат на това се очаква тези популации да се разминават генетично и може би в крайна сметка дори да се разделят на различни видове.
Ако това се случи дори с малък процент от видовете във всеки един момент, тогава в дългосрочен план тези региони биха произвели големи количества биоразнообразие.
Обратно на Земята
Все още не знаем дали това наистина се случва. Но работата на учените прави първите стъпки към установяването на това.
За широк спектър от растителни и животински видове, сателитната карта предсказва резки наземни разлики във времето на цъфтеж на растенията и в генетичната свързаност между близките популации.
Тази карта дори предсказва сложната география на реколтите от кафе в Колумбия. Тук кафеените плантации, разделени от един ден път с кола през планините, могат да имат репродуктивни цикли, толкова несинхронизирани, сякаш са на едно полукълбо.
Разбирането на сезонните модели в пространството и времето е важно не само за еволюционната биология. То е от основно значение и за разбирането на екологията на движението на животните, последиците от изменението на климата за видовете и екосистемите и дори географията на селското стопанство и други форми на човешка дейност.
