新しい研究は、高山植物がこれまで考えられていたよりも熱波に弱い可能性があることを示唆しています。 で発表された研究 環境および実験植物学、 インスブルック大学のギルバート・ノイナー氏とオトマール・ブフナー氏らは、高山植物種の損傷と機能不全の温度閾値に、熱曝露の継続時間および強度がどのように影響するかを調査した。 彼らの発見は論文のタイトルで明らかにされています。投与量が毒になります: 熱が長く続くほど、温度が下がり、機能障害や損傷が生じます。」 この結果により、より長い熱波が生態系に与える影響を予測するモデルの精度が向上する可能性がある。
この研究が行われたのは、熱波のピーク温度がニュースの見出しを飾るかもしれない一方で、ノイナー氏とブフナー氏は熱波が長くなるのではないかと懸念していたからだ。 彼らは、熱曝露の強度と持続時間の両方の尺度である熱線量の影響を調べることに着手しました。
これを行うために、研究者らは森林限界線の樹種の葉、高山の矮性低木やハーブを34℃から64℃の範囲の温度、1分から8時間の時間曝露した。 彼らは、持続時間が増加するにつれて、熱損傷の臨界温度が 11 ～ 18℃ 大幅に低下することを発見しました。
特に、水を水素イオンと酸素に分解する光合成の一部である光化学系 II が、さらに低い温度では損なわれることを発見した。 光化学系 II は、熱損傷の臨界温度より最大 10°C 低い温度で壊れ始める可能性があります。 この障害はプラントにとっては些細な状況ではありません。 多くの除草剤は光化学系 II にダメージを与えることで作用します。
この結果は、生態系への熱によるダメージのモデル化は、温度の単一の値を取得するよりも複雑であることを意味します。 ノイナーとブヒナーは記事の中で次のように書いています。
私たちの結果は基本的に、次のような初期の発見を裏付けています。 カッペンとザイドラー (1977) 熱損傷の線量依存性に関する研究。 ただし、30 分を超える長時間の熱暴露をテストすることで、まったく新しい発見が追加されました。 葉のレベルで 30 分以上続く自然熱エピソードが、調査対象の高山の小型植物現場で頻繁に観察されたため、それらは関連性があります。 熱に対する種の回復力を単一のしきい値温度で説明することは、種の比較に間違いなく役立つ可能性があります (ラーチャー、2003, シュルツほか、2019) または種内の熱硬化能力 (獲得された耐熱性) を評価する場合 (ブフナーとノイナー、2003, ノイナーとブヒナー、2012）。 ただし、生態学的重要性を評価したり、将来の温暖な気候における熱害のリスクをモデル化するには、単一の閾値では十分ではない可能性があります。 これらの質問に答えるには、線量効果、つまり、熱強度に加えて特に臨界閾値を超える曝露期間を考慮することが不可欠です。
ノイナーとビューヒナー 2023。
この研究結果は、高山植物の熱リスクを評価する際には、熱波の強度、持続時間、頻度をすべて考慮する必要があることを示唆しています。 研究者らは、線量依存モデルは高山地域における気候温暖化の将来の生態学的影響を予測するためのより正確な方法を提供すると述べている。
記事を読む
ノイナー、G.とブフナー、O.（2023）「投与量が毒を作る：熱が長く続くほど、機能障害と損傷の温度は低くなる」 環境・実験植物学、212（105395）、p。 105395。入手可能: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105395.
