Исследователи университета Кобе обнаружили, что орхидеи прорастают с помощью разлагающих древесину грибов, питаясь углеродом из гниющих деревьев. Их семена растут только рядом с валежником, образуя с грибами партнёрства, в точности похожие на те, которые наблюдаются у взрослых орхидей с кораллоподобными корнями. Это открытие демонстрирует скрытый углеродный путь в экосистемах леса и объясняет эволюцию полностью зависимого от грибов вида орхидей.
Разрушающие древесную гниль грибы подпитывают растущие орхидеи, обеспечивая углерод, которого нет у их крохотных семян. Открытие исследователей университета Кобе не только устраняет пробел в нашем понимании экологии диких орхидей, но также объясняет важный поток углерода в экосистеме.
Семены орхидей не крупнее пылинок и не обеспечивают никаких питательных веществ для роста молодых растений. Известно, что взрослые растения опираются на определённые типы грибов, образующих структуры в корнях растения, но помогают ли эти же грибы их проращиванию, не установлено. «Известно, что изучать прорастание орхидей в диких условиях очень сложно. В частности, необходимость в кропотливой работе по извлечению их ростков из почвы объясняет, почему большинство ранних исследований были сконцентрированы только на взрослых корнях, где проще взять образцы грибов», — объясняет эколог-эволюционист растений Университета Кобе Кедзи Суэцугу.
В ходе полевых работ группа под руководством Суэцугу заметила странную закономерность. Он говорит: «Мы постоянно находили ростки и взрослые растения с молодыми корневыми структурами рядом с гнилыми деревьями, а не разбросанными в случайном порядке по лесу». Эта повторяющаяся схема вдохновила нас на исследование, не подпитывают ли грибы, произрастающие рядом с гнилыми деревьями, начало роста орхидей». Эти молодые корневые структуры — ризомы в форме кораллов, и их интерпретируют как орган ростка, сохраняющийся в зрелом возрасте. Они часто ассоциируются с грибами, разлагающими древесину, а не с теми, которые имеются у взрослых орхидей без таких структур. Являясь экспертами в экологии и эволюции орхидей, учёные из группы Суэцугу приняли вызов выяснить, кто же подпитывает молодые орхидеи.
В журнале Functional Ecology команда из Университета Кобе сообщает, что среди семян четырёх модельных видов орхидей, которые они посеяли в разных местах, они обнаружили прорастание только вблизи гниющей древесины, и что ростки почти исключительно ассоциировались с разлагающими древесину грибами. «Мы были удивлены, насколько эксклюзивными и постоянными были эти партнёрства. Наблюдалось практически абсолютное соответствие грибов, ассоциируемых с ростками определённого вида орхидей, и грибами на взрослых растениях с ризомами в форме кораллов того же вида. Мы полагаем, что растения без ризом в форме кораллов переходят на другие грибы, поскольку и пищевые потребности меняются во время роста, и источник углерода, предоставляемый гниющей древесиной, иссякает», — говорит Суэцугу.
Среди родственников орхидей, изученных группой из Университета Кобе, существует много видов, у которых независимо друг от друга развилась полная микогетеротрофия, то есть, они ушли от фотосинтеза, а вместо этого питаются грибами на протяжении всей жизни. «Склонность этих орхидей поддерживать связь с разлагающими древесину грибами в зрелом возрасте, вероятно, способствовала тому, что у них развилась полная микогетеротрофия», — говорит Суэцугу.
В своей статье учёные пишут: «Поскольку валежник представляет собой основной источник углерода в лесах, связь с разрушающими древесину грибами может способствовать усвоению углерода, особенно в тёплых, влажных средах обитания». Суэцугу добавляет: «В природоохранном контексте наши результаты означают, что защита орхидей в диких условиях неразрывно связана с защитой валежника и его грибов. В контексте экологической науки они показывают скрытый путь углерода от древесной гнили к зелёным растениям, объясняя, как ростки могут укореняться на лишённом света подножии леса. И они показывают, что отмершая древесина не мертва — это колыбель новой жизни».
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Университетом Кобе (Kobe University).
Вам также может быть интересно: