Дерева Складне полювання на поживні речовини - види починають шукати їжу в землі
Види використовують різні стратегії при пошуку їжі в ґрунті
Розумна тактика: спосіб пошуку дерев поживних речовин у ґрунті дивно відрізняється від виду до виду. Дослідники виявили, що наземні рослини мають широкий спектр стратегій пошуку корму. Залежно від товщини кореня та особливостей свого симбіотичного партнера, деякі види покладаються на гнучкість - інші покладаються на довгострокові інвестиції.
Добре функціонуюче коріння життєво важливо для дерев. З ними вони не тільки поглинають воду з ґрунту, але й цінні поживні речовини. Вони отримують підтримку від своїх найвідданіших супутників: грибів, які живуть в симбіозі з рослинами. Вони покривають коріння свого партнера щільною мережею ниткоподібного міцелію і використовують його, щоб залучити харчові елементи, розчинені у воді.
Однак те, як дерева за допомогою своїх союзників дають якомога більший урожай, очевидно відрізняється від виду до виду.Нещодавно вчені з Чену з Університету штату Пенсільванія виявили, що рослини мають дивовижну кількість стратегій для видобування поживних речовин під землею знайти.
Дослідження в штучному лісі
Для того, щоб мати змогу охарактеризувати тактику різних порід дерев з точки зору споживання їжі, дослідники двадцять років тому заклали сад в університетському містечку. Там вони висадили загалом 16 видів, розділених на строго відокремлені блоки з достатнім інтервалом.
“У лісі багато деревних порід зростаються, і їх коріння переплітаються. Важко зрозуміти, що насправді відбувається в одному дереві », - пояснює команда. "У нашому саду ми тепер можемо досліджувати коріння виду ізольовано і тим самим подолати головну перешкоду для досліджень".
Товщина кореня та грибок партнера визначають процедуру
Їх аналіз підземних сітчастих мереж показав, що метод, який дерево використовує для пошуку поживних речовин у ґрунті, залежить, з одного боку, від того, тонкі чи товсті його коріння. З іншого боку, гриби, які працюють з деревом, також відіграють важливу роль у процесі.
Дерева з більш товстими коренями часто покладаються на постійну, довговічну мережу коренів - наприклад, сосни та тюльпани. Велика кількість коренів гарантує високу ймовірність досягнення поживної “гарячої точки” в ґрунті.
Натомість дерева з тонкими корінцями покладаються на більш гнучку стратегію: такі види, як клен, дозволяють своїм корінням рости знову і знову і в різних напрямках - і постійно шукають місця, найбільш багаті поживними речовинами в грунті. Інший тип тонкокореневих дерев, включаючи дуб, спрямовує свого симбіотичного партнера на його пошук: він покладається на здатність так званої ектомікоризи розтягувати далекосяжні мережі ниток і таким чином доставляти поживні речовини до коренів здалеку принести.
Гнучкий або довгостроковий - те, що варто?
Дослідники порівнюють поведінку дерев з різними інвестиційними стратегіями спекулянтів: "Якщо ви покладаєтесь на дорогі, довговічні корені, будівництво нових конструкцій буде дуже дорогим", - каже команда. У цьому випадку інвестиція, яка не приносить прибутку, означає великі втрати.
Натомість ті, хто покладається на дешеві, тонкі корені, іноді можуть впоратися з неправильним рішенням: «Простіше побудувати щось нове і швидко повернути гроші, в які ви вклали гроші».
"Тільки початок"
Надалі команда продовжуватиме досліджувати, як саме корені та гриби працюють разом у отриманні поживних речовин. Оскільки складні стосунки між двома партнерами далеко не повністю розшифровані. "Ми лише починаємо відкривати штори і розуміти, що відбувається за ними", - роблять висновок вчені. Крім усього іншого, вони хочуть дослідити, чи знання, отримані ними в штучному саду, можуть бути підтверджені в інших лісах. (PNAS, 2016; doi: 10.1073/pnas.1601006113)