Канада мен Германиядан келген экологтар шырша бұтақтарының орналасуы ағаштың ылғалдану деңгейімен синхронды түрде өзгеретінін анықтады. Зерттеу барысында еріген немесе жаңбыр суы түскен кезде бұтақтар серпімді болып, жоғары көтеріледі, ал құрғақшылық кезеңдерінде төмен түседі.

Көктемгі ылғалмен қанығу

Көктемгі ылғалмен қанығу кезеңі орман экожүйелерінің қысқы тыныштықтан кейін қалпына келуінде және фотосинтездің басталуында маңызды рөл атқарады. Әдетте өсімдіктердің су тапшылығын анықтау үшін дендрометрлер — су жоғалту немесе жинау кезінде діңнің диаметріндегі микроскопиялық өзгерістерді тіркейтін датчиктер қолданылады. Жаңа зерттеуде орманның ылғалға қажеттілігін тек тәж құрылымындағы өзгерістерге қарап визуалды түрде бағалауға бола ма деген сұрақ қойылды.

Эксперимент жүргізу

Эксперимент Онтарио провинциясының қар басқан орманында наурыз айының басынан мамырдың ортасына дейін өтті. Канадалық цуга ағашының діңіне электронды дендрометр орнатылып, әр 15 минут сайын дің радиусындағы өзгерістер тіркелді. Abies balsamea (бальзамды шырша) жанында дәл осындай аралықпен суретке түсіретін фототұзақ орналастырылды.

Алынған суреттерден таймлапс-видео жасалды. Видеоанализ бағдарламасының көмегімен шырша бұтағының белгілі бір тармағының тік қозғалысы сандық түрде бағаланды. Бұтақ қозғалысының графигі діңнің қалыңдығындағы өзгерістермен, ауа температурасының ауытқуларымен және жауын-шашынмен салыстырылды.

Бақылау нәтижелері

Бұтақтардың қозғалысы тіндердің ылғалдану деңгейімен сәйкес келді. Қар ерігенде немесе жаңбыр жауған кезде дің су сіңіріп, кеңейеді, ал бұтақтар жасушалардағы тургор қысымының артуына байланысты жоғары көтеріледі. Құрғақшылық кезеңдерінде, жауын-шашын төрт күннен артық болмаған кезде, су тапшылығы артады: дің жиырылады, ал бұтақтар төмен күйде қалады.

Деректер бұтақтардың ылғалға негізгі діңге қарағанда тезірек жауап беретінін көрсетті. Олар ағаштың кеңеюін құралдар тіркемей тұрып, үш-сегіз сағат бұрын көтеріле бастайды. Алдымен су бұтақтардың ұшындағы инелерге жетеді, мұнда су потенциалының градиенті ең жоғары, содан кейін ғана діңдегі қорлар толықтырылады.

Көктемгі үсіктер кезінде діңдер тіндердің тоңуына байланысты күрт жиырылады, бірақ бұтақтардың орналасуы іс жүзінде өзгермейді. Бұл бұтақтардың орналасуы температураға емес, сұйық судың болуына тәуелді екенін көрсетеді. Сонымен қатар, жапырақтары әлі ашылмаған көрші жалпақ жапырақты ағаш (бук) қозғалмай қалды. Бұтақтардың көтерілу механизмі тек белсенді транспирация — ашық устьицалар арқылы ылғалдың булануы кезінде, яғни мәңгі жасыл шыршада ерте көктемде басталады.

Практикалық маңызы

Зерттеу нәтижелері ағаштардың ылғалға қолжетімділігін бұтақтардың орналасуына қарап бағалауға болатынын көрсетті. Бұтақтарға қарапайым фототұзақтарды орнату арқылы экологтар күрделі электроникасыз-ақ орман экожүйелерінің қар еру мерзімдері мен құрғақшылық кезеңдеріндегі, климаттық өзгерістерге байланысты реакциясын жаппай бақылауға мүмкіндік алады.