Rola wtórnego roznoszenia nasion w rekrutacji górskiego gatunku drzewa wzdłuż gradientu wysokości: rozpatrywanie scenariusza zmian klimatu

NCN Sonatina 4 nr 2020/36/C/NZ8/00013 „Rola wtórnego roznoszenia nasion w rekrutacji górskiego gatunku drzewa wzdłuż gradientu wysokości: rozpatrywanie scenariusza zmian klimatu”, 2020-2023
 

Kierownik: dr Aleksandra Wróbel 

Wykonawcy: prof. dr hab. Rafał Zwolak (Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu) i dr Eike Neuschulz (Senckenberg Biodiversity and Climate Research)

 

 

Wiele gatunków drzew polega na zwierzętach jako roznosicielach nasion. Jednym ze sposobów takiego roznoszenia nasion jest ich zbieranie przez zwierzęta, wynoszenie spod drzewa macierzystego i zakopywanie w skrytkach w celu późniejszej konsumpcji. Sprawa nie jest jednak prosta, ponieważ nasiona wyniesione i zakopane przez jeden gatunek mogą zostać wykradzione i wykorzystane przez inne zwierzęta. Co się wtedy dzieje z nasionami? Odpowiedź na to pytanie jest zadawane przez ekologów już od lat, ponieważ takie wykradanie nasion może wywierać ogromny wpływ na dynamikę lasu. Dodatkowo poznanie tych zależności jest o tyle istotne, że mogą się one zmieniać wraz ze zmianami klimatu.

Przykładem takiego podwójnego roznoszenia nasion są interakcje sosny limby, orzechówki i drobnych gryzoni w górskich lasach Alp i Karpat. Orzechówki jako jedyne zwierzęta są w stanie wyłuskać nasiona z szyszek limby w stanie nienaruszonym i zakopać je w płytkich skrytkach. W ten sposób odpowiadają za ich roznoszenie. Co ciekawe, przez ostatnie lata wykazano, że tak zakopane nasiona są intensywnie wykradane przez gryzonie. Nie wiadomo jednak, co się dzieje z tak wykradzionymi nasionami i jakie to może mieć przełożenie na odnowienie limby. Z jednej strony nasiona mogą być w większości zjedzone, co będzie spowalniać powstawanie nowych pokoleń sosny. Z drugiej strony drobne gryzonie są znane z zakopywania wykradzionych nasion w nowych skrytkach. Co więcej, gryzonie często zakopują nasiona w miejscach sprzyjających kiełkowaniu, w przeciwieństwie do orzechówek, które ukrywają nasiona w mikrosiedliskach niesprzyjających dalszemu rozwojowi. W ten sposób gryzonie mogłyby sprzyjać odnowieniu limby.

Niemniej, los nasion wykradzionych przez gryzonie może się zmieniać w zależności od wysokości na terenach górskich w związku z malejącą wraz z wysokością liczebnością małych ssaków. Bowiem im więcej gryzoni, tym większa szansa, że dostępne nasiono zostanie zjedzone. W związku z tym gryzonie odgrywają rolę tzw. mutualistów warunkowych, czyli ich znaczenie zmienia się wraz ze zmieniającymi się warunkami środowiskowymi i stosunkiem liczby nasion zjedzonych do zakopanych. Jest to o tyle istotne, że w wyniku ocieplania się klimatu i łagodzenia się warunków populacje gryzoni zaczynają zasiedlać coraz wyższe partie gór. A więc to, co dzieje się obecnie w niższych partiach gór, przedstawia przyszły obraz procesów zachodzących w wyższych partiach. W naszym projekcie zamierzamy sprawdzić, jaka jest rola gryzoni w odnowieniu limby, biorąc pod uwagę los wyniesionych nasion na różnych wysokościach. Będą to pierwsze badania testujące taką zależność w ekosystemach górskich. Czy ta rola jest negatywna przez konsumpcję nasion i spowalnianie powstawania nowych pokoleń limby, czy wręcz przeciwnie – intensywne chowanie nasion przez gryzonie będzie sprzyjało kiełkowaniu nasion? Czy zmienia się ona wraz z wysokością, w związku z czym można mówić o mutualizmie warunkowym? Czy gryzonie sprzyjają przesuwaniu się granicy lasu ku wyższym partiom? Przeprowadzimy wszechstronne eksperymenty i obserwacje pozwalające odpowiedzieć na te pytania. Pozwoli to również ocenić potencjalny pośredni wpływ zmian klimatu na dynamikę populacji limby. Poznanie roli gryzoni w tym układzie jest o tyle kluczowe, że światowa liczebność populacji orzechówki spada, w związku z czym udział gryzoni w wykorzystywaniu nasion limby będzie się zwiększał.

Informacje na temat tego, co się dzieje z takimi wykradzionymi nasionami, mogą zmienić nasze postrzeganie wpływu roznosicieli nasion na odnowienie lasu. Dzięki temu projektowi nie tylko dowiemy się, jakie jest znaczenie gryzoni w interakcji limby z orzechówką, ale również wykażemy, że wszelkie podobne interakcje roślin z roznoszącymi i wykradającymi ich nasiona różnymi gatunkami zwierząt mogą wymagać weryfikacji. Jest to szczególnie istotne, biorąc pod uwagę zmiany w zachodzących tego typu procesach ekologicznych wywołane ocieplaniem klimatu. Interakcje dotychczas uważane za silnie mutualistyczne (np. dąb-sójka) mogą zmienić swój charakter, jeśli weźmie się pod uwagę intensywne wykradanie nasion przez inne zwierzęta i zachodzące zmiany klimatu. Wyniki naszych badań będą miały także znaczenie w tworzeniu symulacji przyszłych zmian w rozmieszczeniu organizmów, biorących pod uwagę oddziaływania między organizmami.