Корневые прививки: кооперативное поведение у деревьев?

Новое исследование предполагает, что деревья в стрессовых условиях могут вступать в положительные, факультативные взаимодействия через срастание корневых систем — явление, известное как корневая прививка.

Исследование сосны Банкса

Эмили Тарру и Анни ДеРошер из Университета Квебека (Канада) изучили, дает ли корневая прививка преимущества отдельным деревьям сосны Банкса (Pinus banksiana). Их работа, опубликованная в American Journal of Botany, впервые показывает, как корневые прививки влияют на рост деревьев.

«Деревья, даже выращенные из семян, как сосна Банкса, не являются независимыми особями и могут напрямую влиять на рост соседей, формируя корневые прививки», — комментирует ДеРошер.

Методология и ключевые находки

Ученые спилили выбранные деревья в трех естественных насаждениях и трех плантациях, а затем гидравлически раскопали их корневые системы, чтобы обнаружить прививки. Возраст деревьев, корней и прививок определялся подсчетом и перекрестным датированием годичных колец.

Основные результаты:

• В естественных насаждениях на одно дерево приходилось больше корневых прививок, чем на плантациях.
• В естественных условиях рост деревьев замедлялся во время формирования прививки, но возобновлялся или ускорялся после ее установления.
• На равномерно расположенных плантациях прививки меньше влияли на темпы роста.
• Деревья, которые впоследствии формировали прививки, имели лучшие темпы роста по сравнению с теми, у которых прививок не было, даже до момента срастания.

Эволюционное преимущество и кооперация

Исследователи предполагают, что для формирования прививки дерево должно достичь определенного размера и иметь достаточно энергии. Более крупные деревья могут поддерживать особи, растущие в более сухих или бедных условиях, делясь ресурсами (водой, фотосинтатами, питательными веществами).

«Корневая прививка может дать виду эволюционное преимущество... Это позволяет хорошо расположенным деревьям поддерживать деревья, растущие в более сухой или бедной среде», — отмечает ДеРошер.

Такое поведение можно рассматривать как формирование коммунальной корневой системы, которая поддерживает целостность насаждения, предотвращая гибель угнетенных деревьев и появление просветов для вторжения других видов. Это бросает вызов типичной парадигме конкуренции и может быть интерпретировано как внутривидовая кооперация.

Неожиданное открытие и будущие исследования

Ученые также обнаружили несколько корневых прививок между сосной Банкса и елью черной (Picea mariana), что крайне редко упоминается в литературе для межвидовых взаимодействий.

Следующим шагом исследования станет изучение экологической значимости этих прививок: определение объема, расстояния и типов веществ (фотосинтаты, вода, гормоны и др.), которыми обмениваются соединенные деревья.