Растения с суровых почв занимают обширные территории на токсичных грунтах

Гора Кинабалу на Борнео — геологический памятник и очаг растительного разнообразия, где обитают тысячи видов, включая самый большой цветок в мире (паразит, растущий на лианах, шириной более 0,9 м и привлекающий мух запахом гниения).

На некоторых склонах этой горы высотой 4095 м ботаническая колыбель становится суровым испытанием для адаптивности и устойчивости флоры. Около 5% этих склонов покрыто ультрамафическими почвами: бедными питательными веществами, обеднёнными водой и богатыми токсичными для большинства растений тяжёлыми металлами (хром, железо, никель). Эта уникальная среда порождает хищные виды кувшиночников и другие фантастические виды, встречающиеся только на этом острове в Юго-Восточной Азии.

Согласно недавнему исследованию под руководством Мелиссы Уитмен и Сабрины Руссо из Университета Небраски-Линкольна, эта суровая, с трудом завоёванная жизнь может также наделять виды ультрамафических почв высотной универсальностью и устойчивостью к стрессу, что может оказаться благоприятным в условиях изменения климата.

Исследование на горе Кинабалу

Изучив таксономические записи за более чем век, Уитмен заметила, что виды ультрамафических почв, по описаниям, образуют отличные сообщества и встречаются в иных местах. Горные склоны Кинабалу, где ультрамафические участки простираются от основания до высоты около 3000 м, стали идеальным местом для анализа влияния почвы на распределение растений.

Исследователи проанализировали данные по 3060 видам растений из 193 семейств, включая их минимальную и максимальную высоту произрастания, а также отношение к ультрамафическим почвам (1 — исключительно или преимущественно, 2 — иногда, 3 — никогда).

Результаты: широта ареалов и правило Рапопорта

• В целом для всех видов средний размер высотного ареала увеличивался с высотой, что согласуется с правилом Рапопорта.
• Однако при разделении по типам почв выявилась более сложная картина.
• Виды ультрамафических почв (специалисты) имели более крупные ареалы, чем можно было ожидать на данной высоте. Их ареалы чаще перекрываются, создавая на многих участках горы большее разнообразие таких видов.
• Виды неультрамафических почв (62% от общего числа) имели меньшие ареалы, чем ожидалось.

Причины и роль границ растительных зон

Учёные предполагают, что эволюционная толерантность к экстремальному дефициту ресурсов в суровых почвах также помогает этим видам лучше справляться со стрессорами на больших высотах (холод, УФ-излучение и др.). Эта устойчивость могла расширить спектр экологических ниш, которые они могут занимать.

Моделирование показало, что на распределение видов лучше всего влияют два фактора: тип почвы и границы между растительными зонами. Также выяснилось, что эти границы для ультрамафических видов расположены выше, чем для неультрамафических.

Значение для изменения климата

Виды с более широкими высотными диапазонами и врождённой толерантностью к стрессу (тепло, засуха) могут легче переносить изменения в своих микроклиматах, которые будут смещаться вверх по склонам. Это, казалось бы, даёт ультрамафическим видам преимущество в будущем.

Однако, как отмечают авторы, всё не так однозначно. Изменение климата может привести к смещению ареалов других видов растений, что изменит конкурентную среду. Специалисты по бедным почвам могут столкнуться с прямой конкуренцией за ресурсы.

Исследование опубликовано в журнале Ecography.