Согласно новому исследованию, бобовое дерево тонка (Dipteryx oleifera) может получать выгоду от ударов молнии.

Ученые обнаружили, что эти деревья не только выживают при столкновении с электричеством, но и повреждают молнией своих конкурентов и паразитические лианы, которые цепляются за бобовые деревья. Исследователи опубликовали свои выводы 26 марта в журнале New Phytologist.

«Мы начали заниматься этой работой 10 лет назад, и стало очевидно, что молния убивает много деревьев, особенно много очень больших деревьев», — рассказал Live Science ведущий автор исследования Эван Гора, лесной эколог из Института изучения экосистем Кэри. «Но Dipteryx oleifera постоянно демонстрирует отсутствие повреждений», — сказал Гора.

В тропических лесах молния является одной из основных причин гибели деревьев, особенно самых крупных и старых, которые играют ключевую роль в накоплении углерода и поддержании биоразнообразия.

Понимание того, как молния формирует структуру и видовой состав леса, может пролить свет на то, насколько устойчивы эти экосистемы перед лицом изменения климата. Но на фоне разрушений исследователи заметили нечто удивительное: один вид, похоже, процветал.

Используя специально созданную систему датчиков электрического поля и камер для отслеживания ударов, исследователи изучили около 100 случаев попадания молнии в природный памятник Барро-Колорадо в Панаме.

Чтобы отследить точные места ударов молний, ученые разработали систему обнаружения с высоким разрешением. Антенная решетка, размещенная по всей Центральной Панаме, регистрировала радиоволны от ударов молний. Анализируя энергетические паттерны, регистрируемые каждым датчиком в массиве, исследователи смогли с высокой точностью триангулировать место удара.

В сочетании с наземными исследованиями и снимками, полученными с помощью беспилотников, команда смогла точно определить участок леса, в который ударила молния, и следить за состоянием деревьев с течением времени.

Исследователи обнаружили, что D. oleifera выделяется как вид, который практически не повреждается после удара молнии.

Чтобы получить более долгосрочное представление о влиянии ударов молнии на деревья тонка-бобов и их соседей, команда проанализировала записи о состоянии деревьев за несколько десятилетий.

«За эти 40 лет была выявлена поддающаяся количественной оценке опасность жизни рядом с Dipteryx oleifera. [Вероятность того, что вы погибнете, значительно выше, чем при жизни рядом с любым другим старым крупным деревом в этом лесу», — говорит Гора.

В среднем каждый удар молнии уничтожал более 2,4 тонны (2 метрические тонны) биомассы близлежащих деревьев и почти 80 % лиан (паразитических лиан), которые заселяли полог бобов тонка.

Прочитайте также: Тайна путешественника из 2147 года: гений, безумец или мистификация?

Гора предположил, что ключ к молниестойкости этих деревьев кроется в их физической структуре. Прошлые исследования показали, что дерево обладает высокой внутренней проводимостью, что позволяет току молнии проходить через него без накопления разрушительного тепла — подобно хорошо изолированному проводу.

Поскольку это дерево обычно вырастает большим — до 130 футов (40 метров) — и живет столетиями, по оценкам, одно дерево тонка-бобов после достижения зрелости подвергается ударам не менее пяти раз, причем каждый удар помогает очистить его от лиан и конкурентов, открывая полог для процветания.

Исследователи подсчитали, что удар молнии может привести к 14-кратному увеличению производства семян в течение жизни, что дает этому виду значительное репродуктивное преимущество.

Грегори Мур, садовод из Мельбурнского университета, который не принимал участия в исследовании, сказал, что полученные результаты, вероятно, применимы и к другим видам. «Подобная работа может быть применима и к другим растительным сообществам с преобладанием деревьев, например, к лесным массивам или низкорослым лесам, где деревья широко разделены, что совсем не похоже на тропический лес», — сказал он, добавив, что другие высокие деревья также могут стать мишенью для ударов молнии.

«Мы давно знаем, что некоторые деревья могут пережить несколько ударов молнии», — сказал Мур, отметив, что некоторые высокие деревья выживают в австралийских кустарниковых пожарах и в итоге возвышаются над своими соседями, что делает их идеальной мишенью для ударов молнии.

«Их часто называют оленями, потому что верхняя часть кроны снесена, но после удара молнии они могут существовать веками», — сказал он.

Сейчас Гора и его коллеги распространяют свое исследование на другие леса в Африке и Юго-Восточной Азии, чтобы выяснить, приносит ли молния пользу другим видам.

Полученные результаты подчеркивают сложную и часто неожиданную роль молнии в формировании тропических лесных экосистем. Вместо того, чтобы быть просто деструктивной силой, молния может выступать в качестве агента отбора, благоприятствующего определенным видам, таким как Dipteryx oleifera, и влияющего на структуру и динамику всего леса.

Дальнейшие исследования могут выявить другие адаптации деревьев к ударам молний и то, как эти взаимодействия влияют на биоразнообразие, накопление углерода и общую устойчивость тропических лесов. Понимание этих сложных взаимосвязей имеет решающее значение для прогнозирования того, как тропические леса будут реагировать на изменение климата и другие антропогенные воздействия.

Исследование также поднимает вопросы о роли молнии в других экосистемах. В то время как тропические леса являются особенно богатыми молниями, другие типы лесов также подвержены ударам молний. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, есть ли другие виды деревьев, которые развили аналогичные адаптации, чтобы использовать силу молнии в своих интересах.

В будущем исследователи планируют изучить молекулярные механизмы, лежащие в основе молниестойкости Dipteryx oleifera. Изучая генетическую структуру и физиологические особенности этих деревьев, они надеются выявить специфические черты, которые позволяют им выдерживать удары молний. Эти знания могут быть использованы для разработки стратегий сохранения и восстановления тропических лесов.