Листья — самые совершенные природные датчики окружающей среды
Новое исследование подтверждает, что листья являются самыми совершенными природными датчиками окружающей среды. Их можно использовать для получения информации о состоянии земель, на которых они растут.
Профессор зоологии Ивонн Бакли из Тринити-колледжа в Дублине входит в глобальную сеть экологов, изучающих луга. Они обнаружили, что содержание критически важных питательных веществ для растений, таких как азот, фосфор и калий, в листьях реагирует как на внесение удобрений, так и на климат и почву. Открытие опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.
Хотя экологам и агрономам было известно, что отдельные виды в отдельных локациях могут изменять содержание этих питательных веществ в листьях в ответ на удобрения, впервые это подтверждено для целых растительных сообществ в очень разных климатических и почвенных условиях. Эксперимент проводился на 27 участках на четырех континентах — от полузасушливых лугов и саванн Австралии до сочных пастбищ Европы и прерий Америки.
Когда растения удобряют, они могут использовать дополнительные питательные вещества для роста и производства большего количества цветов и семян, что может разбавлять концентрацию питательных веществ в листьях. Поэтому положительная реакция листовых питательных веществ на удобрение не гарантирована. Удивительным результатом эксперимента стало то, что удельная площадь листа — признак, который обычно используется для оценки защиты растений от травоядных и улавливания солнечного света для роста, — не изменился под действием удобрений. Таким образом, эта критически важная характеристика архитектуры листа не меняется единообразно в ответ на удобрение. Архитектура листа определяется климатом и характеристиками почвы и, вероятно, реагирует на изменения в более долгосрочной перспективе, чем краткосрочное внесение удобрений.
Комментируя значимость исследования, профессор Бакли сказала:
«Поскольку наша среда меняется все быстрее из-за изменения климата, интенсификации сельского хозяйства и землепользования, становится все более важным понимать, как луга по всему миру могут отреагировать. Луга — одна из самых обширных сред обитания в мире, они обеспечивают нас пищей, накапливают углерод и служат средой обитания для опылителей. Использование растений в качестве датчиков изменений окружающей среды дает нам еще один важный инструмент для понимания последствий этих изменений для наших систем жизнеобеспечения».
«Существует два пути изменения содержания питательных веществ в листьях в луговых сообществах: либо листья существующих видов меняются, чтобы накапливать больше питательных веществ, либо виды, способные выжить в новых условиях, сменяются на виды, которые от природы имеют более высокое содержание питательных веществ в листьях. Мы обнаружили, что для азота и калия происходили оба процесса, но для фосфора смена видов не была важным фактором».