Dok klimatski modeli već godinama upozoravaju na rastuće temperature i ekstremne vrućine, a suše i požari dominiraju medijskim naslovnicama, tiho i postojano nestaje nešto drugo - hladnoća. Ne samo odsustvo topline, već duboka, dugotrajna hladnoća. Ona vrsta koja se uvlači u tlo, zadržava u voćnjacima i u tišini daje signal za početak rasta u sljedećoj sezoni. Znanstvenici sada upozoravaju da s nestankom mraza poljoprivreda ne ulazi samo u topliju budućnost, već u onu u kojoj se čitavi biološki sustavi raspadaju.
Sat koji otkucava u biljkama
U umjerenim klimatskim zonama, mnoge biljke, posebice voćke, trebaju razdoblja hladnoće kako bi ispravno funkcionirale. Taj proces, poznat kao vernalizacija, omogućuje biljkama da prate prolazak zime. Produljena izloženost temperaturama blizu ili ispod nule pokreće promjenu u njihovom razvojnom stanju, pripremajući ih za cvjetanje kada stigne proljeće. Za usjeve poput jabuka, trešanja i marelica, to nije opcija, već uvjet. Te su vrste genetski kodirane s potrebom za određenim brojem "sati hlađenja", odnosno pragom izloženosti hladnoći koji moraju ispuniti kako bi pokrenule cvjetanje.
Većina stabala jabuka, primjerice, zahtijeva otprilike tisuću sati na temperaturi ispod 7,2 °C. U nekim dijelovima jugoistočne Francuske, ti uvjeti više nisu zajamčeni, što dovodi do katastrofalnih posljedica za poljoprivrednike. Agroklimatolog Serge Zaka objašnjava konkretne posljedice.
- Za neke sorte marelica u dolini Rhône jednostavno nije bilo dovoljno hladno. Rezultat: nula marelica na stablima - rekao je Zaka.
Ovo nisu izolirani slučajevi. Godine s nedovoljnom zimskom hladnoćom već su dovele do nižih prinosa, odgođenog cvjetanja i poremećenih žetvi diljem Europe. Podaci Météo-Francea pokazuju da se posljednji rašireni hladni val u Francuskoj dogodio 2018. godine, a prije toga 2012. Takvi događaji postaju rijetkost, a prognoze predviđaju daljnji pad broja dana s mrazom, s očekivanim smanjenjem do dvadeset dana godišnje do sredine stoljeća.
Kako biljke pamte zimu
Osim što daje trenutne sezonske signale, hladnoća u biljke utiskuje i dublji odgovor. Nedavna istraživanja otkrila su kako one kodiraju izloženost niskim temperaturama kroz proces poznat kao epigenetsko pamćenje stresa. Biljke, naime, posjeduju svojevrsno "stanično pamćenje" zime, koje im omogućuje da razlikuju kratki topli period od stvarnog dolaska proljeća.
Središnji dio ovog mehanizma je gen nazvan FLOWERING LOCUS C (FLC), koji djeluje kao "kočnica za cvjetanje", aktivno potiskujući stvaranje cvjetova. Tijekom duge izloženosti hladnoći, gen FLC se stabilno utišava kroz epigenetske modifikacije, poput promjena na kromatinu i histonskim proteinima. Te promjene ne mijenjaju samu genetsku sekvencu, već utječu na to koji će se geni izraziti. Kada FLC utihne, biljka pamti da je zima prošla i dobiva dozvolu za cvjetanje čim temperature porastu. To se pamćenje zatim briše tijekom formiranja sjemena, osiguravajući da i sljedeća generacija mora proći kroz zimu. Ako nema dovoljno hladnoće, ovo se epigenetsko pamćenje ne aktivira ispravno, a ključni geni ostaju aktivni kada ne bi trebali biti, što dovodi do potpunog izostanka cvjetanja.
Prirodni filter koji nestaje
Zima je dugo služila kao prirodni regulator. Temperature ispod nule suzbijaju populacije poljoprivrednih štetnika i smanjuju širenje insekata koji oštećuju usjeve ili prenose bolesti. Lisne uši, na primjer, vrlo su osjetljive na mraz, pa hladni valovi smanjuju njihov broj i štite usjeve poput šećerne repe bez upotrebe pesticida.
Međutim, toplije zime ne štete svim insektima. Neki, poput bubamara, ovise o hladnoći za hibernaciju. Ako se probude prerano, prije nego što im je plijen dostupan, njihovo preživljavanje je ugroženo, što narušava širu ekološku ravnotežu. Kako zime postaju blaže, ciklusi štetnika se produžuju, dok populacije korisnih vrsta opadaju. Rezultat je više insekata, veći stres za usjeve i veća ovisnost o kemijskim sredstvima za održavanje prinosa.
Utrka s vremenom za spas usjeva
Pad broja dana s mrazom predstavlja smanjenje klimatskog prozora u kojem usjevi mogu aktivirati svoje ključne biološke sustave. Studija o utjecaju klimatskih promjena na voćarstvo u Kaliforniji pokazala je da će područja na kojima postoji "sigurna zimska hladnoća" za uzgoj oraha, pistacija, breskvi, marelica i trešanja vjerojatno gotovo potpuno nestati do kraja 21. stoljeća.
Nekoć pouzdana sezonska pozadina, hladnoća postaje nepravilna, a to znači da poljoprivreda mora prilagoditi ne samo datume sadnje, već i potpuno preispitati odabir usjeva i dugoročne strategije.
Znanstvenici sada grozničavo rade na razumijevanju mogu li se procesi ovisni o hladnoći oponašati ili stabilizirati. Istražuju se geni uključeni u aklimatizaciju i pamćenje hladnoće, a rani napori uključuju genetsko uređivanje i selektivni uzgoj. No, razumijevanje kako stabilizirati te mehanizme u stvarnim uvjetima na polju i dalje je ograničeno. Hladnoća koju smo navikli doživljavati kao prepreku zapravo je tihi, ali vitalni partner u održavanju života kakvog poznajemo.
