Du kan faktisk høre et træ døende.
Nej, det skriker ikke af smerte, da en denim-beklædt timmerjakke med glæde hakker sin bagagerum. I de stadig mere almindelige perioder med ekstrem tørke og varme bliver et træs langsomme udtørring hørbar gennem en mikrofon, der er presset til sin bagagerum.
”Det lyder lidt som popcorn-popping - små revner og popper, ” siger William Anderegg, en biolog fra Princeton University.
Den proces, der fører til den knitrende støj, er en af flere, som forskere studerer for bedre at forstå, hvordan træer reagerer på tørke og varme. Med tabet af millioner af træer, når de globale temperaturer fortsætter deres opadgående march, kunne disse oplysninger hjælpe forskere med mere præcist forudsigelse af hvilke træer der er mest i fare, hvilket kan føre til forbedrede klimamodeller samt bedre forvaltning af skove i perioder med tørke.
"I løbet af de sidste par årtier begyndte vi at se meget mere af disse udbredte, tørke-drevne, trædødelighedsbegivenheder, " siger Anderegg "Det har fået en meget mere bekymring fra forskere til at prøve at finde ud af, hvad der sker."
Så hvad skaber snaps og pop? Lydene er resultatet af en fiasko i plantens xylem, bundtene af rør, der trækker vand og næringsstoffer fra rødderne ud til lemmerne, svarende til hvordan arterier fylder den menneskelige krop med iltet blod.
Når det er tørt, skal træerne sutte hårdere for at trække vand op fra jorden. Og hvis spændingen inde i disse rør når et bestemt punkt, giver siderne plads, hvilket tillader små luftbobler.
Hvad forskernes mikrofoner samler op, er luftboblerne "voldsomt ekspanderende", når de kommer ind i cellerne, siger Anderegg.
Som et menneskeligt hjerteinfarkt blokerer disse luftbobler plantens vandige livskraft fra at sprede sig til dens tørre lemmer. Men blokering af en enkelt blodåre er ikke en dødsknægt for træet, forklarer Louis Santiago, en økolog ved University of California, Riverside og Smithsonian Tropical Research Institute.
”Ligesom vi har mange blodårer og arterier, har [planter] mange kar, ” siger han. ”Så hvis nogle få kaviterer under tørke, er det sandsynligvis ikke en big deal. Men hvis mere end halvdelen kavitere eller mere, kan du være på vej ned ad farlige veje. "
Lyt til de knitrende lyde af luftbobler, der bryder gennem xylemen fra en rød cedertræ, Juniperus virginiana . Kredit: Stefan Mayr, University of InnsbruckEmbolisme menes at være en af de førende årsager til trædød under tørre forhold. Men planter har forskellige tilpasninger for at forhindre dem i at nå den kritiske zone, siger Santiago. Denne række tilpasninger er, hvad forskere stadig prøver at drille igennem for at afgøre, hvorfor nogle træer takler tørke bedre end andre.
For at se på et globalt billede af disse tilpasninger samlet Anderegg og hans kolleger data om trædødelighed fra 33 undersøgelser af tørke over hele verden og undersøgte 10 fysiologiske egenskaber hos de berørte træer. Undersøgelsen, der blev offentliggjort denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences, antyder, at hvordan planter styrer vand er en fortællende faktor i overlevelsesrater.
En del af dette koges ned til brutestyrken i træets rør. Nogle træer har ligesom Utah enebær meget mere hårdfør xylem og kan modstå større indre spændinger end andre.
Den anden vigtige faktor er, hvordan træerne balanserer fotosyntesen - indtagelse af kuldioxid for at producere sukker - med drikke. Mens træerne indånder kuldioxid, fordamper vandet gennem porerne i deres blade, kaldet stomata. Når vandet tørrer, lukker træerne deres porer for at forhindre vandtab. De “forsigtige” træer, der lukker deres tomater hurtigere efter embolisme begynder at have det bedre i tørke, siger Anderegg.
Forudsigelsesevnen for disse faktorer er moderat, men det er ikke nødvendigvis overraskende i betragtning af den forskelligartede gruppe af træer og området af miljøer, som teamet studerede. ”Økologi er en støjende verden - der er en masse ting, der sker, ” siger Anderegg. Konkurrence om vand, jordtype eller endda egenskaber ved tørke kan alle mudrede farvande.
Der er også mange andre potentielt vigtige faktorer, der kan påvirke træoverlevelse i lokal skala, såsom roddybde. Lange rødder kan for eksempel være i stand til at sippe fra dybe vandlagre, der holder sig uden for rækkevidden af stubby rødder.
Træer kan også håndtere tørre forhold ved at udvikle grønne stængler, siger Santiago. Planter mister ofte deres blade, når de tørrer ud, hvilket stopper fotosyntesen og væksten. Men med en grøn stilk kan de fortsætte med at fotosyntetisere, selv uden blade. Blomstrende træer i slægten Parkinsonia, der går under det almindelige navn palo verde eller "grønne stængler" på spansk, er kendt for at have udviklet denne type tilpasning.
At være i stand til nøjagtigt at forudsige global trædødelighed er ekstremt vigtigt for klimamodeller. Træer fungerer som luftfiltre og trækker omtrent en fjerdedel af kuldioxid, som folk pumper i himlen, og opbevarer dette kulstof i deres tykke kufferter og saftige løv.
Men træer er i problemer. 2015 var det hotteste år i over et århundrede - det 39. år i træk med unormalt varme temperaturer. I de senere år har tørke ramt dele af Australien, Indien, Europa, USA og andre steder og forventes at blive hyppigere og alvorligere.
US Forest Service-undersøgelser antyder, at næsten 12, 5 millioner træer alene i Californien døde af tørke i 2014. Sådanne tab er et slag for planeten, for når træerne dør, slipper det oplagrede kulstof tilbage i atmosfæren. Frigivelsen opretholder vores problemer med drivhusgasser, indleder flere tørke og flere trædød og fortsætter den dødbringende cyklus.
