Роберт Маршам, английский натуралист XVIII века, записывал даты появления цветов, птиц и насекомых в своей деревне в Норфолке с 1736 года. Его потомки продолжали делать записи до 1958 года. Сегодня эту традицию продолжает Woodland Trust, крупнейшая благотворительная организация Соединенного Королевства, занимающаяся защитой и восстановлением природного лесного наследия. Их «Календарь природы» представляет собой проект, в рамках которого представителям общественности предлагается регистрировать различные сезонные события.

Детальный анализ почти полумиллиона записей, сделанный учеными в 2022 году, показал, что за последние сорок лет для всех видов растений среднее время цветения сдвинулось на месяц. Боярышник, который часто используют как живые изгороди, цветет на тринадцать дней раньше, чем в начале 1980-х, цветы конского каштана появляются в среднем на десять дней раньше. Это объясняется тем, что в 1980-х климат резко потеплел. Цветя раньше, растения отмечают, что зимы становятся короче и мягче, и меняют свой график.

Растения обнаруживают сокращение дня осенью с помощью пигмента фитохрома, который особенно чувствителен к длинам волн электромагнитного спектра света, близким к красному. Однако более длинные осенние ночи качественно влияют на воспринимаемый растениями красный свет. Хотя это тонкое изменение ускользает от человека (наши глаза не чувствительны к этой части светового спектра), растение чувствует этот переход.

Подобно тому, как осень может вызвать снижение уровня серотонина в организме человека, так и растение, почувствовавшее приближение зимы, увеличивает выработку фитогормона абсцизовая кислота. Его эффекты множественны, например, у лиственных деревьев ветви перестают расти, на них образуются жесткие зимние почки, способные пережить мороз и снег, а листья опадают.

Весной длина волны света и температура воздуха вновь запускают рост растений. Однако именно температура обычно играет наиболее важную роль в сезонном пробуждении. Если бы для растений был важен только свет, они рисковали бы и начинали расти, пока им все еще угрожают смертельные морозы, или пропускали благоприятные периоды для роста в теплые дни ранней весны. Чувствительность к температуре определяет появление цветов весной, поэтому глобальное потепление приводит к более раннему началу этого процесса.

Как именно растения чувствуют температуру, до конца не понятно. Частично это может быть связано с тем, как гормон, подавляющий рост растительных клеток, реагирует на изменения температуры.

В то время как у людей на коже есть нервные окончания, которые определяют температуру окружающей среды, растения, вероятно, полагаются на свои пигменты, но механизм до конца не изучен. Поскольку тепло является составляющей той же части электромагнитного спектра, к которой чувствителен фитохром, вполне возможно, что здесь замешан этот же пигмент. Независимо от механизмов, ответственных за запуск роста, температура определяет его скорость.

Насекомые-опылители, такие как пчелы, должны рассчитать свой жизненный цикл так, чтобы быть активными, когда появляются цветы. Их пробуждение после зимы также определяется воздействием температуры воздуха и продолжительности дня через гормональные механизмы. На протяжении поколений эволюция приводила к тому, что пробуждение опылителей и цветов совпадало по времени. Если бы появление цветков и опылителей не было синхронизировано, насекомые не имели бы питательного нектара, а растения – не были бы оплодотворены.

Аналогичная связь существует между появлением листьев и травоядных насекомых, которые ими питаются. Однако скорость изменения климата и небольшие различия в том, как на него реагируют насекомые и растения, рискуют нарушить эту синхронизацию, что приведет к серьезным последствиям для обеих сторон.

Кроме того, синхронизироваться с процессом приходится и другим видам. Когда растения и насекомые, которые от них зависят, меняют свой график синхронно, следующий этап пищевой цепи не всегда оказывается таким гибким. Гусеница дубовой моли питается дубовыми листьями и является основным кормом для птенцов лазоревки и петушковой мухоловки. Птицам сложнее регулировать миграцию и срок вывода потомства, но приходится если не синхронизироваться, то хотя бы заставать время активности гусениц. Сегодня ученые задаются вопросом, как долго им будет удаваться это делать.