Ученые
описали систему «растущие деревья —
пень» на примере деревьев каури,
сообщается
в iScience.
По-видимому, растущие деревья и пень соединились в единую
корневую систему, по которой вода и
питательные вещества поступали и к
деревьям, и к живому пню. По мнению
исследователей, таким образом каури
могли получить доступ к дополнительным
источникам воды и питательных веществ. Либо прививка корней друг на друга
произошла, когда пень еще был растущим
деревом.
Часто
отдельно растущие деревья могут соединяться корнями одного дерева к корням другого. Несмотря на то,
что известно
около 150 видов деревьев, которые
соединяются друг с другом таким образом,
этот феномен изучен мало. Таким образом
могут соединяться корни одного дерева,
и, вероятно, самопрививки встречаются
у большинства видов. Корнями могут
прививаться друг на друга деревья
одного и того же или разных видов. Выгоды
от самопрививок очевидны — перераспределение
воды и питательных веществ. А вот зачем
нужны прививки корней двух разных
деревьев, объяснить сложнее. Еще менее понятна целесообразность прививки
между корнями растущих деревьев и пня,
который живет за счет этого соединения.
По предположениям
исследователей, за счет более
разветвленной системы корней деревья могут полнее
использовать близлежащие запасы воды
и питательных веществ, либо
увеличивать механическую устойчивость
и лучше сопротивляться сильным ветрам.
Ботаники
уже описывали
системы «растущие деревья — пни», но
не исследовали их физиологию. Этим
решили заняться Мартин Бадер (Martin
Bader) и Себастьян Леузингер (Sebastian Leuzinger)
из Оклендского технологического
университета, которые обнаружили в
одном из районов Окленда лишенный
листьев, но живой пень новозеландского
каури (Agathis
australis),
окруженный растущими деревьями того
же вида. Ученые измерили потоки жидкости
в пне и в двух растущих по соседству с
ним каури и водные
потенциалы растений в течение суток
и при разных погодных условиях, в
солнечные, пасмурные и дождливые дни.
Оказалось,
что потоки жидкости в пне и соседних
деревьях составляли единую систему и
их распределение зависело от времени
суток и погоды. В солнечные жаркие дни,
когда вода из листьев растущих деревьев
активно испарялась, жидкость практически
не поступала в пень, все забирали соседние
каури. Ночью, в дождливую или пасмурную
погоду, когда испарение воды в соседних
деревьях было ниже, пень получал
максимальное количество жидкости.
Ученые
пришли к выводу, что корни растущих
деревьев каури и пня где-то привились
друг на друга. Возможно, это произошло
в то время, когда вместо пня существовало
растущее дерево. Либо близко растущие
каури могли таким образом адаптироваться
к тесноте, расширить свою корневую
систему и получить доступ к дополнительным
источникам воды питательных веществ.
По-видимому, более обширная корневая
система была для растущих каури важнее,
чем потеря некоторого количества
углерода, которым приходилось делиться
с пнем (так как листьев на нем не осталось,
он не мог перерабатывать углекислый
газ в процессе фотосинтеза). По мнению
авторов, такая «древесная корневая
сеть» с одной стороны, может помочь
деревьям выжить во время засухи, с другой
— в ней возникает повышенный риск распространения патогенов.
Ученые
замечают, что не могут делать глобальные
выводы на основе одного случая. К тому
же у них нет прямых доказательств
соединения корней, поэтому нужны
дополнительные исследования. «[Наши
результаты]
свидетельствуют
о том, что в этой местности нужны
дополнительные исследования, особенно
в условиях изменяющегося климата и
риска частых и более продолжительных
засух, — говорит Себастьян
Леузингер. — Они
меняют нашу точку зрения на выживание
деревьев и экологию лесов».
В
некоторых случаях, для того, чтобы
обогнать растущих рядом конкурентов,
растение может оптимизировать собственную
стратегию роста. Как показали
ученые на примере ползучей лапчатки, в
присутствии невысоких, густо растущих
соседей растения тянулись вверх. Если
же их окружали высокие конкуренты, они
давали боковые побеги.
Екатерина Русакова
