Патчи папайи: крупный местный фрукт создаёт среду, где может процветать только он сам
Плоды папайи — самые крупные местные фрукты в Северной Америке — стали популярны среди собирателей и гурманов благодаря своей кремообразной текстуре и сладкому вкусу, который часто описывают как нечто среднее между манго и бананом.
Папайи — официальное плодовое дерево штата Миссури, и они часто растут плотными группами. Они могут размножаться клонально, то есть распространяться через корневую систему, подобно осинам. Как только одно взрослое дерево укореняется, оно, вероятно, будет распространяться под землёй и выпускать множество стеблей поблизости. Именно эта способность создавать свои копии и формирует «патч» папайи, воспетый в американской народной песне.
Согласно новому исследованию Университета Вашингтона в Сент-Луисе, патч — хорошее место для папайи, но почти ни для чего больше. Деревья папайи имеют тенденцию подавлять рост древесных кустарников и цветущих растений поблизости, оказывая хаотичное давление на потенциальных соседей.
«Папайи — это лиственные агенты хаоса, — сказала Анна Вассель, аспирант кафедры биологии и первый автор нового исследования в журнале Ecosphere. — Мы обнаружили, что папайи создают среду, где правила, определяющие, какие виды могут победить в конкуренции и выжить, более случайны, чем там, где папай нет».
Команда Вассель — «Патруль папайи» — исследовала влияние папайи на состав травянистых сообществ в Исследовательском центре Тайсон, полевой экологической станции университета, расположенной недалеко от Юрики, штат Миссури.
«Предыдущие исследования были сосредоточены на том, как доминирующие виды деревьев влияют на количество видов растений в лесном подлеске на небольших пространственных масштабах, оставляя открытым вопрос о том, как и почему они влияют на вариацию видового состава на более крупных пространственных масштабах», — сказал Джонатан Майерс, профессор биологии и соавтор исследования.
«Это исследование — одно из первых, в котором изучается, как присутствие локально доминирующего дерева влияет на пространственную вариацию состава растений подлеска через неселективные или селективные процессы формирования сообщества».
Вассель измерила обилие всех видов растений на 50 участках размером 1×1 метр как внутри, так и за пределами патчей папайи в Тайсоне. Затем она и Майерс провели ряд статистических тестов, чтобы определить, влияет ли присутствие папай на то, какие древесные и травянистые виды растений растут внутри патча, из общего пула всех местных растений, которые потенциально могли бы там расти.
На более крупных пространственных масштабах учёные обнаружили, что состав видов травянистых растений был не только более изменчивым внутри патчей папайи по сравнению с внешними участками, но и более случайным. На меньших пространственных масштабах локальное видовое разнообразие растений и общая плотность стеблей (размер сообщества) были значительно ниже внутри патчей, чем снаружи.
Для травянистых видов медианное локальное разнообразие было на 49% ниже внутри патчей папайи. Аналогичная картина наблюдалась для всего сообщества подлеска (древесные и травянистые виды вместе, на 29% ниже внутри патчей).
Несколько факторов могут объяснить наблюдаемые модели биоразнообразия.
Во-первых, папайи — сильные конкуренты за свет. «Трудно не любить их большие, обвислые, тропические листья», — сказала Вассель. Но все эти симпатичные листья означают тенистые условия для более низких растений подлеска.
Другой возможный фактор — высокая плотность стеблей папайи и клональный рост в патчах, что может усиливать подземную конкуренцию за почвенные питательные вещества и воду.
Или, возможно, дело просто в том, что белохвостые олени в Тайсоне не любят есть папайю. Если олени избегают папай, они могут выборочно объедать все другие мелкие зелёные растения, которые пытаются начать рост в патче.
По словам Вассель, управляющие земельными ресурсами могут извлечь из этих выводов свои уроки.
«Если вы контролируете участок земли с целью стимулировать рост видов подлеска, то, к сожалению, папайи — не ваши друзья. Они подавят разнообразие, а то разнообразие, которое сохранится, будет существовать по непредсказуемой прихоти тени от папай».
Но другие могут просто захотеть насладиться самым крупным съедобным древесным плодом в США. «Тогда вам нужно поощрять как можно больше генетически различных патчей, чтобы могло происходить перекрёстное опыление», — сказала Вассель.
«Присутствие папай никогда не является по своей сути хорошим или плохим, это просто естественно. Цели природы никогда не так прямолинейны, как наши».