گیاهان بازماندگان طبیعت هستند که با توانایی بی‌نظیر خود در مقابله با شرایط آب و هوایی متنوع تجهیز شده‌اند. مقاومت آن‌ها در برابر شرایط آب و هوایی سخت و فشار چرا، بینش‌های غنی‌ای در مورد تنوع زیستی و آینده اکوسیستم‌های مناطق خشک ارائه می‌دهد.
حتی جالب‌تر این است که این ویژگی‌های مقاوم که به گیاهان کمک می‌کند در مناظر خشک رشد کنند، آن‌قدرها که ممکن است تصور شود، نادر نیستند.
پدیده گیج‌کننده ویژگی‌های گیاهان
یک تیم بین‌المللی از دانشمندان به رهبری فرناندو ماستره از دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) به دنیای شگفت‌انگیز ویژگی‌های گیاهان و واکنش آن‌ها به تغییرات خشکی و فشار چرا در سراسر مناطق خشک جهانی پرداختند.
به طرز شگفت‌آوری، پژوهشگران دریافتند که با افزایش خشکی و فشار چرا، تنوع گیاهی به جای کاهش، افزایش یافت.
در واقع، تنوع ویژگی‌ها، به ویژه ویژگی‌هایی که با چرخه مواد مغذی مرتبط هستند، به طور قابل توجهی بالاتر از آستانه خشکی 0.7 که مرز بین مناطق نیمه‌خشک و خشک را نشان می‌دهد، افزایش یافت. این افزایش تنوع با فشار چرا بیشتر همخوانی داشت.
ماستره که هدایت این مطالعه انقلابی به نام BIODESERT را بر عهده داشت، اشاره کرد که تلاش‌های جهانی برای توصیف تنوع ویژگی‌های گیاهان بر مورفولوژی گیاهان و اقتصاد کربن برگ تمرکز کرده‌اند، اما از تنوع عناصر شیمیایی که بقای گیاهان را تأمین می‌کنند و به رشد آن‌ها کمک می‌کنند، غافل مانده‌اند.
استراتژی‌های بقا در مناظر خشک
تیم پژوهشی یک بررسی میدانی جامع انجام دادند تا پیامدهای خشکی و فشار چرا بر ویژگی‌های گیاهان را تحلیل کنند. آن‌ها 98 سایت از 25 کشور را انتخاب کردند که نمایانگر گرادیان خشکی جهانی بود. انتخاب آن‌ها شامل چندین قطعه زمین بود که گرادیان‌های محلی فشار چرا را پوشش می‌داد.
یافته‌های این مطالعه چشم‌گیر بود. تغییرات در ویژگی‌های عملکردی نشان داد که استراتژی‌های تطبیقی گیاهان تحت شرایط محیطی در حال تغییر، چگونه تغییر می‌کنند.
به همین ترتیب، پژوهشگران مشاهده کردند که خشکی و چرا باعث ایجاد تعداد زیادی از استراتژی‌ها برای تحمل کمبود آب و چرا شدند.
تیم پژوهشی ویژگی‌هایی را که با غلظت 14 عنصر شیمیایی در برگ‌ها، اندازه برگ و گیاه، و اقتصاد کربن برگ مرتبط بودند، اندازه‌گیری کردند.
این داده‌های ارزشمند نشان می‌دهد که خشکی و چرا چگونه تغییرات همزمان و معاوضات مشاهده شده در بین ویژگی‌های مورفولوژیکی و شیمیایی گیاهان را در سراسر مناظر خشک شکل می‌دهند.
به چالش کشیدن قوانین طبیعت
با افزایش سطح خشکی، گیاهان استراتژی‌های متضادی از خود نشان دادند. برخی از گونه‌ها بلند با برگ‌های رشد سریع بودند که استراتژی اجتناب از استرس را دنبال می‌کردند، و دیگران گونه‌های کوچک و محافظه‌کار بودند که استراتژی تحمل استرس را دنبال می‌کردند. همچنین، پژوهشگران تفاوت‌هایی در غلظت‌های Mg-Ca و Zn-Na در برگ‌ها مشاهده کردند.
ماستره خاطرنشان کرد: «این استراتژی‌های عنصری می‌توانند نقش متضاد عناصر شیمیایی در گیاهان را نشان دهند، یا به عنوان راهی برای تحمل سطوح بالای خشکی یا به عنوان عناصر پایه برای ترکیبات دفاعی در برابر چرنده‌ها.»
تعریف مجدد تنوع فنوتیپی گیاهان
این مطالعه دیدگاه‌های جدیدی را در مورد واکنش گیاهان آوندی به عوامل استرس‌زای زیستی و شرایط محیطی شدید ارائه می‌دهد.
بیش از نیمی از تنوع ویژگی‌ها در خشک‌ترین و چرا شده‌ترین مناطق خشک مشاهده شد که ماهیت منحصر به فرد این محیط‌های سخت را برجسته می‌کند. برخلاف باور عمومی، شرایط محیطی سخت باعث کاهش تنوع ویژگی‌های گیاهان نشد.
ماستره گفت: «نتایج ما همچنین اهمیت توجه به ترکیب شیمیایی گیاهان (عنصرون) را برای درک واکنش‌های تنوع زیستی در مناطق خشک به تغییرات آب و هوایی جاری نشان می‌دهد.»
«گیاهان می‌توانند استراتژی‌های جایگزین بسیاری برای مقابله با افزایش استرس محیطی ناشی از تغییرات آب و هوایی و شدت بهره‌برداری از زمین داشته باشند.»
ماستره برنامه‌ریزی می‌کند که بررسی BIODESERT را به اکوسیستم‌های خشک و فوق‌خشک عربستان سعودی گسترش دهد. پژوهش او دیدگاه‌های ارزشمندی در مورد چگونگی واکنش تنوع گیاهان عربستان به تغییرات آب و هوایی جاری ارائه می‌دهد و همچنین به انتخاب گونه‌های مناسب برای برنامه‌های سبز‌سازی جاری و آینده کمک می‌کند.
این پژوهش تأیید می‌کند که گیاهان به هیچ وجه شکننده نیستند و استراتژی‌های شگفت‌انگیزی برای بقا و رشد در سخت‌ترین شرایط دارند.
نقش حفاظت در اکوسیستم‌های خشک
درک تنوع گیاهان در زمین‌های خشک، نیاز فوری به تلاش‌های حفاظتی برای حفاظت از این اکوسیستم‌های منحصر به فرد را برجسته می‌کند. تغییرات آب و هوایی تهدیدات جدی ایجاد می‌کند و اقدامات پیشگیرانه برای حفظ گونه‌های مقاوم گیاهی ضروری است.
حفاظت باید بر حفاظت از زیستگاه‌ها در برابر تخریب زمین، چرا بیش از حد و کشاورزی ناپایدار تمرکز کند، در حالی که مناظر تخریب شده را برای افزایش تنوع زیستی بازسازی کند.
درگیر کردن جوامع محلی و به کارگیری دانش بومی می‌تواند رویکردی مشترک به مدیریت زمین ایجاد کند.
ترویج برنامه‌های پژوهشی و پایش‌گرها، درک مداوم از تطبیق گیاهان را تضمین می‌کند و به استراتژی‌های حفاظت هدفمند منجر می‌شود.
با درک اهمیت این تلاش‌ها، می‌توانیم به حفظ گونه‌های مقاوم گیاهی که در سخت‌ترین اقلیم‌ها رشد می‌کنند، کمک کنیم.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
