Uderzenia piorunów zabijają setki milionów drzew rocznie. Jednak nie każdemu drzewu szkodzi krótkotrwały przepływ prądu o napięciu milionów woltów.

W roku 2015 specjalizujący się w ekologii lasów dr Evan Gora z Cary Institute of Ecosystem Studies (USA) prowadził badania nad wpływem piorunów na bioróżnorodność i magazynowanie węgla w lasach tropikalnych Panamy. Gora i jego współpracownicy natknęli się na należące do rodziny bobowatych drzewo Dipteryx oleifera, które przetrwało uderzenie pioruna z niewielkimi uszkodzeniami — mimo że piorun był na tyle silny, by wyrwać pasożytnicze pnącze z korony i zniszczyć kilkanaście sąsiednich drzew.

„To było niesamowite - widzieć, że są drzewa, które zostają uderzone przez piorun i nic im nie jest” — wspominał Gora. Z czasem zespół napotkał inne okazy Dipteryx oleifera, które dobrze rosły po uderzeniu pioruna. Postanowili przyjrzeć się im bliżej.

Naukowcy już wcześniej podejrzewali, że niektóre drzewa ewoluowały, aby tolerować pioruny, ale brakowało dowodów na poparcie tej tezy. W 2022 roku Gora i współpracownicy po raz pierwszy wykazali, że drzewa różnią się pod względem zdolności przetrwania uderzeń piorunów. Ich właśnie opublikowany artykuł jest pierwszym, który pokazuje, że drzewa mogą skorzystać na tych wstrząsach elektrycznych.

Korzystając z unikalnego systemu lokalizacji uderzeń piorunów, zespół śledził losy 93 drzew uderzonych piorunem w Barro Colorado Nature Monument w środkowej Panamie. Przez dwa do sześciu lat po uderzeniu zespół mierzył wskaźniki przeżywalności drzew, stan korony i pnia, liczbę pasożytniczych pnączy lub lian oraz śmiertelność sąsiednich drzew. Badanie objęło dziewięć bezpośrednio trafionych piorunem okazów Dipteryx oleifera, które porównano z 84 innymi drzewami, które zostały uderzone.

Wszystkie dziewięć okazów Dipteryx przetrwało bezpośrednie uderzenia piorunów z niewielkimi uszkodzeniami. Tymczasem bezpośrednio uderzone drzewa innych gatunków zostały poważnie uszkodzone, tracąc 5,7 razy więcej liści z koron. 64 proc. obumarło w ciągu dwóch lat.

Uderzeniu pioruna w każde z obserwowanych drzew Dipteryx towarzyszyło zniszczenie przeciętnie 9,2 sąsiednich drzew, ponieważ prąd przemieszczał się między sąsiadującymi pnączami i dotykającymi się gałęziami lub przeskakiwał przez małe przerwy między drzewami. Ponadto uderzenia piorunów zmniejszyły o 78 proc. inwazję lian - te pasożytnicze pnącza ograniczają dostępność światła i składników odżywczych dla swoich żywicieli.

Podobne wzorce potwierdziły się w całej populacji. Na drzewach Dipteryx było mniej lian. Analizując trendy w obumieraniu drzew w ciągu ostatnich 40 lat, naukowcy odkryli, że drzewa sąsiadujące z drzewami Dipteryx były o 48 proc. bardziej narażone na obumieranie niż inne drzewa w lesie, prawdopodobnie z powodu piorunów.

Używając dronów, Gora i współpracownicy stworzyli trójwymiarowe modele koron, które wykazały, że drzewa Dipteryx są zwykle o około cztery metry wyższe od swoich najbliższych sąsiadów, prawdopodobnie dlatego, że piorun wyeliminował ich wyższych sąsiadów.

„Te dane dostarczają pierwszego dowodu na to, że niektóre drzewa odnoszą korzyści z uderzeń piorunów” — piszą autorzy. Albo, jak powiedział Gora, „dla Dipteryx oleifera lepiej być uderzonym piorunem, niż nie być”.

Biorąc pod uwagę osiągane korzyści, Dipteryx oleifera mogą być specjalnie przystosowane do przyciągania piorunów. Jak wynika z obliczeń autorów, ze względu na swoją wysokość i niezwykle szerokie korony mogą być nawet o 68 proc. bardziej narażone niż inne drzewa o średniej wysokości i koronach.

Według szacunków naukowców, poszczególne okazy Dipteryx oleifera są bezpośrednio uderzane przez pioruny średnio co 56 lat. Te dorastające do ponad 50 metrów drzewa mogą żyć setki, a może nawet ponad tysiąc lat, zatem prawdopodobnie przetrwają uderzenia piorunów wiele razy w ciągu swojego życia. Podczas badania jedno z tych drzew zostało uderzone dwa razy w ciągu zaledwie pięciu lat.

Zdolność do przetrwania uderzeń piorunów i korzystania z usuwania lian i konkurentów daje Dipteryx znaczną przewagę nad innymi drzewami. Według obliczeń naukowców tolerancja na pioruny 14-krotnie zwiększa zdolność gatunku do wydawania potomstwa.

Dalsze badania powinny wyjaśnić, jakie cechy elektryczne lub strukturalne pozwalają tym drzewom przetrwać uderzenie pioruna. Autorzy chcą też ustalić, czy inne gatunki wykazują tolerancję na pioruny. Widomo, że zmiany klimatyczne będą powodowały coraz więcej wyładowań atmosferycznych, co potencjalnie faworyzowałoby gatunki odporne, takie jak Dipteryx oleifera. Zrozumienie roli piorunów w kształtowaniu lasów może być ważne dla przewidywania zmian w bioróżnorodności i magazynowaniu węgla oraz dla działań na rzecz ponownego zalesiania obszarów tropikalnych.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ bar/