Även om klimatskeptiker kanske har svårt att tro med årets oändliga snö och minusgrader, klimatförändringarna gör varmare, soliga tidiga vårar allt vanligare. Och det påverkar när träd börjar blada ut. Men hur mycket? I en studie publicerad i Metoder i ekologi och evolution , Simon Joly, biologiprofessor vid Université de Montréal och Elizabeth Wolkovich, en ekologiprofessor vid University of British Columbia, visade att en växts genetik kan användas för att producera mer exakta förutsägelser om när dess blad kommer att spricka knopp på våren.

"Vi upptäckte att när arter och enskilda exemplar inom en art är väldigt lika genetiskt, de tenderar att reagera mer lika på miljösignaler än de som är genetiskt olika, sa Joly, som också är botanisk forskare vid Jardin botanique de Montréal.

Han kom till denna slutsats efter att ha svarat på ett samtal som skickats ut av Elizabeth Wolkovich, en professor vid University of British Columbia som tidigare undervisat vid Harvard University och studerar hur träd reagerar på klimatförändringar. Hon ville inkludera genetik, ett av Jolys expertområden, i hennes arbete för att se om det kunde hjälpa bättre att förutsäga utbrott.

De valde 10 träd- och buskarter som är relativt vanliga i Massachusetts och Quebec, inklusive randig lönn, amerikansk bok, nordlig röd ek och specifika typer av kaprifol, poppel och blåbär. Grenar samlades in från Harvard Forest i Massachusetts och UdeM:s Station de biologie des Laurentides i januari, när träden och buskarna hade varit kalla tillräckligt länge för att löven skulle spricka knoppar – under de rätta förhållandena.

"Det finns tre huvudsakliga miljösignaler som påverkar budburst:hur lång tid de har tillbringat i kylan, varma temperaturer och timmar av dagsljus, " sa Elizabeth Wolkovich, som studerar klimatförändringarnas inverkan på träd och andra växter. "När du har samlat in, grenarna hölls kylda och skickades till Harvards Arnold Arboretum, där de sedan placerades i speciella växtkammare med kontrollerade temperaturer och timmar av dagsljus."

Experimentet genomfördes med 8 och 12 timmar långa dagar och dagtemperaturer på 15 och 20 grader Celsius.

Träden anpassade sig

Experimentet visade att en temperaturökning på 5 grader gör att bladen spricker knoppar 20 dagar tidigare än genomsnittet, även om inverkan på varje art kan variera avsevärt. Vidare, fler timmars dagsljus flyttade upp knoppningen med cirka 12 dagar.

Dock, dessa uppskattningar blir mer exakta när genetisk information från träden och buskarna har räknats in.

"Detta fynd stämde även om vi inte hittade stora genetiska skillnader mellan enskilda exemplar av en enda art mellan de två regionerna, ", sa Joly. "Trädgener rör sig relativt snabbt genom pollen, så vissa individuella exemplar i Massachusetts kan vara genetiskt närmare besläktade med exemplar i Quebec än med andra exemplar i Massachusetts."

Även om det fortfarande är väldigt svårt att säga hur klimatförändringarna kommer att påverka våren, denna studie visar att växter reagerar starkt på skillnader i klimat och att deras genetik hjälper till att avgöra hur väl de anpassar sig till dessa förändringar.

Resultaten öppnar dörren till en lång rad nya studier

"Vi kommer säkert att överväga genetik i framtida studier. Till exempel, vi kan titta på om vissa individuella exemplar inom en art är bättre rustade att anpassa sig till klimatförändringar och varför, ", sa Wolkovich. "Det är så växtarter kan anpassa sig till vad som kommer. Men detta beror förstås på hur extrema förändringarna i vårt klimat faktiskt är, vilket förblir en öppen fråga med tanke på nuvarande koldioxidutsläpp."

Joly undrar också hur ekosystemet som helhet, inklusive insekter som äter löv, kommer att reagera på högre temperaturer. "Kommer de att reagera på samma sätt som träd? Det är de extremt komplexa frågor som människor börjar ställa och som vi måste studera tillsammans med andra forskare från olika discipliner."