В одном из лесов Новой Зеландии старый полусгнивший пень поддерживает в себе жизнь, соединившись корнями к соседним деревьям, обмениваясь с ними водой и ресурсами. Новое исследование, опубликованное 25 июля в журнале iScience, подробно описывает, как молодые деревья поддерживают близстоящие пни, возможно, получая от них доступ к более крупным корневым системам. Полученные данные свидетельствуют о переходе от восприятия деревьев как отдельных особей к пониманию лесных экосистем как «суперорганизмов».
«Мой коллега Мартин Бэйдер и я наткнулись на этот пень новозеландского каури, когда мы путешествовали по Западному Окленду», – отмечает автор исследования Себастьян Лейзингер, доцент Оклендского технологического университета (AUT). «Это было странно, потому что, хоть у пня не было листвы, он все еще оставался жив».
Лейзингер и Бэйдер, ведущий автор и старший преподаватель в AUT, решили выяснить, как близлежащие деревья поддерживают жизнь в пне, измерив поток воды, как в пеньке, так и в окружающих его деревьях, которые принадлежали к одному и тому же виду. Они обнаружили, что движение воды в пне имело значительную отрицательную корреляцию с движением воды в других деревьях.
Эти измерения показывают, что корни пня и окружающих конспецифичных деревьев были соединены друг с другом, отмечает Лейзингер. Корневые трансплантаты могут образовываться между деревьями, как только дерево признает, что близлежащая корневая ткань, хоть генетически и отличается, но достаточно похожа, чтобы обеспечивать обмен ресурсами.
«Это отличается от того, как функционируют нормальные деревья, где поток воды определяется водным потенциалом атмосферы», – заявляет Лейзингер. «В этом случае пень должен выполнять те же действия, что и остальные деревья, ведь поскольку у него нет прозрачных листьев, он не может почувствовать атмосферное давление».
Корневые трансплантаты весьма распространены между живыми деревьями одного и того же вида, поэтому Лейзингер и Бэйдер хотели узнать, для чего новозеландские каури пытались сохранить жизнь в полусгнившем пне.
«Для пня преимущества очевидны – он был бы уже давно мертв без трансплантатов, потому что у него нет собственной зелени», – отмечает Лейзингер. «Но почему живые деревья поддерживают своего “дедушку” на лесной полянке, в то время как он, возможно, ничего не дает им взамен?»
По словам Лейзингера, одно из объяснений состоит в том, что корневые трансплантаты образовались до того, как одно из деревьев потеряло свои листья и стало пеньком. Привитые корни расширяют корневую систему деревьев, позволяя им получить доступ к большему количеству ресурсов, таких как вода и питательные вещества, а также повышают устойчивость деревьев на крутом склоне леса. Когда одно из деревьев перестает давать углеводы, это может остаться незамеченным, что дает возможность «пенсионеру» продолжить свою жизнь на горбу окружающих деревьев.
«Это имеет далеко идущие последствия для нашего восприятия деревьев – возможно, мы на самом деле имеем дело не с деревьями как отдельными особями, а с лесом как суперорганизмом», – добавляет Лейзингер.
Например, во время засухи деревья с меньшим доступом к воде могут быть связаны с деревьями, имеющими больший доступ к жидкости, что позволяет им делиться ею, что увеличивает шансы на выживание всего леса. Однако эта взаимосвязь может также способствовать быстрому распространению таких заболеваний, как отмирание каури, говорит Лейзингер.
Чтобы лучше понять, как корневые системы образуются между пнями и живыми деревьями, Лейзингер надеется найти больше экземпляров подобных пней и исследовать прививку корней на неповрежденных деревьях, что поможет расширить область их исследований.
«Нам требуются дополнительные исследования в этой области, особенно в условиях изменяющегося климата и риска возникновения более частых и сильных засух», – заявляет Лейзингер. «Это может поменять наш взгляд на выживаемость деревьев и экологию лесов».