K čemu je dobré mapovat vlastnosti organismů

V současnosti umíme popsat poměrně detailně, jak se mění počet druhů na gradientu od rovníku k pólům. S vysvětlením možných příčin, popřípadě předpovědí do blízké budoucnosti už to ovšem tak jednoduché není. Možná právě proto se poslední dobou pozornost upírá spíše než na počet druhů na různost vlastností druhů, tzv. funkčních znaků. Tedy například, jak jsou dané organismy velké, jak získávají potravu, jak rychle rostou nebo jak mají velká semena. Tomuto tématu se věnuje i nedávné zvláštní číslo časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 111, 2014/38, 23rd September 2014).

Funkčních znaků je totiž méně co do počtu než druhů. A práce s proměnnými, jako je např. výška nebo počet semen, vypadá jednodušeji než zkoumání každého druhu jako unikátní jednotky. Autoři článků v tomto vydání PNAS proto doufají, že by nám funkční znaky mohly pomoci snáz porozumět rozložení organismů na Zemi. Abychom totiž věděli, jak organismy odpovídají na měnící se prostředí, potřebujeme znát jejich tolerance k suchu, mrazu a jiným typům stresu, ale i je jich schopnost konkurovat ostatním. Například
stromům v přečkávání suchých období pomáhá husté dřevo, které zabraňuje porušení cév vlivem negativního tlaku. Stačí tedy změřit hustotu dřeva pro jednotlivé druhy či rody stromů, popřípadě ji získat z dostupných databází rostlinných vlastností. Pak můžeme začít opatrně předpovídat, které druhy stromů přečkají budoucí sucha a které ne. Zpravidla to ale tak jednoduché není. Některé dřevnaté rostliny totiž sucho přečkávají vytvořením dostatečných zásob vody přímo ve svém těle (např. kaktusy) a na hustotě dřeva potom tolik nezáleží.

Podmínky prostředí sice z velké části určují druhové složení daného stanoviště, nicméně druhy zase zpětně ovlivňují podmínky prostředí. A to celou věc trochu komplikuje. Naštěstí se tímto směrem začínají ekologové i klimatologové ubírat ve snaze porozumět koloběhu vody, uhlíku, dusíku a jiných živin. Tyto cykly jsou totiž výrazně ovlivňovány rostlinami, které tak následně určují např. intenzitu výparu, množství srážek nebo množství biomasy, kterou vyprodukují. V současné době je již zřejmé, že se o ekosystémech či biotopech nedá uvažovat jako o stabilních systémech. Vlivem změn, ať už způsobených klimatem, intenzivním zemědělstvím nebo rozšiřováním infrastruktury se mění i druhové složení jednotlivých společenstev, a to může významně ovlivnit toky některých látek a živin skrze ekosystémy. A funkční znaky rostlin nám opět mohou pomoci k porozumění, jakým způsobem se to bude dít. Druhy s velkou listovou plochou relativně k hmotnosti listu dokáží účinněji získávat fotosyntézou uhlík z atmosféry, čímž zároveň ovlivní množství výparu, a tím pádem i koloběh vody. Vyšší stromy díky své velikosti zase dokáží vázat větší množství uhlíku z atmosféry a tím vyprodukovat více dřevní hmoty než menší jedinci a druhy (viz Vesmír 93, 245, 2014/4), což opět souvisí s větším výparem a tvorbou srážek.

Studium ekologických procesů přes rostlinné vlastnosti vypadá nadějně. Přesto však autoři tohoto čísla PNAS přiznávají, že o konkrétních mechanismech, jak funkční znaky ovlivňují fyziologické tolerance druhů, důležité funkce rostlinných společenstev nebo zákonitosti druhové rozmanitosti, toho víme stále málo. A to i přesto, že data o funkčních znacích a studie, které je využívají, přibývají ohromnou rychlostí. Snad se tedy brzy dočkáme lepších teoretických předpokladů i empirických měření, která by potvrdila očekávání do funkčních znaků vkládaná.