В новом исследовании ученых обнаружено, что множество видов растений способны жить в спячке под почвой до 20 лет, что позволяет им выживать в трудные времена.
Международная команда ученых обнаружила, что по меньшей мере 114 видов растений из 24 различных семейств растений, из широко распространенных мест и экологических сообществ по всему миру, способны к длительной спячке, поскольку взрослые растения, оставаясь живыми в почве, но не выходят из почвы каждую весну. Такое поведение позволяет им не только выжить в трудные времена, но и сделать все возможное в неблагоприятной обстановке.
Необычное поведение наблюдается у многих видов орхидей и напоминает вымышленного персонажа «Рип ван Винкль» (англ. Rip Van Winkle) из новеллы американского писателя Вашингтона Ирвинга, написанной в 1819 году. Этот персонаж спит 20 лет в Каатскильских горах и спустился оттуда, когда все его знакомые умерли, и он пропустил американскую революцию. Это также происходит во многих других типах растений.
В статье, опубликованной в «Ecology Letters», ученые показывают, что спячка часто является стратегией «перестраховки» для растений, при этом краткосрочные недостатки отсутствия роста и воспроизводства в течение одного или нескольких сезонов перевешиваются более долгосрочными преимуществами избегания прямых рисков и тем самым способностью продлить их жизнь.
Покой происходит только у некоторых растениях любой популяции или видов в любой конкретный год и зависит от индивидуальных обстоятельств.
Соавтор исследования профессор Михаэль Хатчингс (Michael Hutchings), почетный профессор экологии Университета Сассекса, сказал: «Казалось бы, парадоксально, что растения будут развивать это поведение, потому что под землей они не могут фотосинтезировать, цвести или воспроизводиться. И все же это исследование показало что многие растения в большом количестве видов часто проявляют длительную спячку. Многие из этих видов нашли способы преодолеть утрату возможностей фотосинтеза во время спячки, особенно путем разработки механизмов, позволяющих им получать углеводы и питательные вещества от почвенных грибковых ассоциатов. Это позволяет им выживать и даже преуспевать и разрастаться во время спящих периодов».
Башмачок настоящий, или венерин башмачо́к настоящий, или венерин башмачок обыкновенный (лат. Cypripedium calceolus) — многолетнее травянистое растение, широко распространённое в Евразии от Британских островов до Тихого океана, вид рода Башмачок семейства Орхидные (Orchidaceae). Фото: CC BY-SA 2.0
«Исследование выявило некоторые из условий, при которых начинается спящий режим, и эволюционные преимущества такого поведения, но еще больше работы сделать необходимо для полного объяснения влияния факторов, таких как погодные условия, и угрозы со стороны травоядных животных и конкуренции со стороны другой растительности, на решение идти в спячку».
Спячка в семенах широко известна и изучается в течение десятилетий, но феномен спячки в растениях, которые уже оставили начальную стадию и приступили к взрослой жизни, гораздо менее известен и понятен.
Исследование, проведенное профессором Университета Токио Ричардом Шефферсоном (Richard Shefferson), представляет собой первый подробный анализ причин, экологических функций и эволюционной значимости спячки взрослых растений, используя данные из большого числа наборов данных и опубликованных исследований, в которых было зафиксировано такое поведение.
Причины для растений, вступающих в период спячки, различаются как между видами, так и даже между популяциями одного и того же вида в разных географических точках. Они включают риск того, что ростки и новые побеги будут съедены травоядными животными, или появление плохого вегетационного периода, что предотвратит накопление достаточных ресурсов для производства побегов в следующем году, а также в условиях все более и более теплых зим, которые настолько мягки, что растения не понимают, что весна наступила.
Более того, хотя исследовательская группа предположила, что спячка будет более распространен в более холодных широтах и на больших высотах, где вегетационный период короче, было показано, что он более распространен вблизи экватора, где угрозы от таких факторов, как болезнь, конкуренция, травоядные животные и огонь более суровые.
Соавтор доктор Эрик Менгес (Eric Menges) из Биологической станции Арчболда в штате Флорида, США, сказал: «В районах, подверженных пожару, по-видимому, есть преимущество для растений, остающихся в спячке, а затем прорастающих после пожара, когда существуют благоприятные условия для роста и цветения».
Профессор Хатчингс добавил: «Филогенетический анализ также показал, что спячка развивалась и сохранялась многократно на протяжении всей эволюционной истории наземных растений. Это говорит не только о том, что она оказалась полезной при многих различных экологических условиях, но также и о том, что ее эволюция может быть достигнута посредством появление небольшого числа мутаций всего лишь в нескольких генетических локусах».
Источник: phys.org
