Jeannine Richards, en postdoktorand forskare i botanik, älskade att titta på åskväder som barn. Nu är hon glad över att fortsätta studera dess effekt på tropiska träd. Kredit:Jeannine Richards
Det är lätt att se hur torka, bränder och andra egenskaper i miljön förändrar och bestämmer formen på en skog, från träden som utgör den, till var och vilka träd som växer och lever tillsammans.
Men en annan händelse av naturen spelar en underskattad roll i skogarnas övergripande sammansättning och hälsa:Blixten.
"Skogar, globalt, blir yngre. Generellt sett ser vi att de äldsta träden i skogarna dör av olika anledningar och inte ersätts", säger Jeannine Richards, en postdoktorand forskare vid botanikavdelningen vid universitetet från Wisconsin–Madison. "Blixtnedslag är en av dessa faror som bidrar till förlust av stora träd över tiden, och vi har precis insett att det måste vara en del av listan över förare."
Richards, i professor Kate McCullohs labb, är medförfattare till en ny studie i Nature Plants som hjälper till att etablera blixten som en miljömässig drivkraft som kan diktera vilka träd som kommer att utgöra tropiska skogar i framtiden.
Att ta blixten på allvar är viktigt eftersom vissa bevis visar att antalet blixtnedslag ökar med klimatförändringarna, vilket innebär att det kan spela en större roll i skogsstörningar och omsättning av träd i framtiden. Bättre förståelse för blixtnedslag kan också leda till skapandet av förbättrade klimatmodeller som hjälper forskare att studera hur världens skogar kan reagera på förändringar i sin miljö.
En bild av ett blixtnedslag fångat av Barro Colorado Nature Monuments övervakningssystem. Kredit:University of Wisconsin-Madison
I åratal har forskare observerat att trädarter verkar reagera olika på blixtnedslag, men effekterna av dessa på skogens sammansättning hade inte mätts eftersom blixten är svår att spåra och dokumentera.
Gå in i det specialiserade blixtövervakningssystemet som ligger i Panamakanalens intilliggande skogar i Barro Colorado Nature Monument. Under stormar registrerar övervakningssystemet bilder och tidsstämplar av blixtnedslag från fyra olika torn som ligger i skogen. Forskare, inklusive Richards, använder foton av samma attack från flera torn för att triangulera strejkens plats och gå ut för att dokumentera skadan.
När en strejk inträffar är de högsta träden som sticker upp från trädkronorna de som med största sannolikhet blir direkt träffade. Till skillnad från i en tempererad skog som de som är typiska i Wisconsin, är det dock inte bara ett fåtal träd som skadas av en enda strejk. Upp till 100 träd som är anslutna eller tillräckligt nära det träffade trädet kan utsättas för den elektriska strömmen, vilket gör att vissa dör omedelbart, andra dör långsamt och ytterligare andra fortsätter att fortsätta som vanligt.
Forskarna förväntade sig att varje träd skulle ha ett annat svar på blixten baserat på ett oändligt antal möjliga individuella skillnader. Samtidigt som de hittade detta, blev de förvånade över att också hitta ett konsekvent mönster där träd inom samma art svarade på liknande sätt på varandra.
De trädslag som oftast träffas av blixten är också oftast de som är mest toleranta mot blixtnedslag. Kredit:Jeannine Richards
De fann också att trädarter som oftast träffas av blixtar vanligtvis är de mest toleranta, vilket innebär att de är mindre benägna att dö eller få allvarliga skador efter en strejk. Arter som hade tätare trä tenderade också att vara mer toleranta mot blixtnedslag, särskilt om de hade relativt större kärl, ett system av celler som hjälper till att flytta vatten genom ett träd.
Palmer var några av de mest mottagliga arterna i studien och dör nästan alltid när de utsätts för blixtar. Richards säger att det kan bero på skillnader mellan vissa funktionella egenskaper hos palmer och de hos andra träd, som hur de växer och arkitekturen hos deras blad. Deras läge i skogens undervåning gör dock att de inte ofta utsattes för blixtnedslag.
Richards säger att fler studier behöver göras för att bättre avgöra vilka egenskaper som gör att ett trädslag är mer eller mindre tolerant mot blixtnedslag, men hon säger att detta är en inspirerande start.
Till exempel vet forskare redan att på platser som upplever regelbunden torka överlever arter som behöver mindre vatten bättre än sina motsvarigheter. På liknande sätt kan arter med tjock bark bättre motstå brandskador där elden är frekvent, och de som snabbt kan spira ut igen efter brand tenderar att vara mer dominerande i artsamhället. Richards föreställer sig samma typ av förståelse med blixten.
För henne var det spännande att gå med i projektet, inte bara för att det var understuderat, utan också för att alla har någon form av koppling eller reaktion på blixtnedslag.
"Blixtnedslag är ett så karismatiskt fenomen. Jag minns att jag gick ut som liten och såg åskstormar med min pappa på vår veranda", säger Richards.
Med detta partnerskap mellan Smithsonian Tropical Research Centers Barro Colorado Nature Monument-forskare, forskare från University of Louisville och från University of Alabama i Huntsville, har forskare bara skrapat på ytan, förklarar hon.
"Det finns bara så mycket som vi inte vet om blixtar", säger Richards och tillägger att hon hoppas att den här forskningen inspirerar andra ekologer att delta i utredningen. + Utforska vidare
