Как успешные растения захватывают лидерство

Учёные из Бернского университета определили ключевые характеристики растений и среды, которые влияют на успешную колонизацию новых мест. Исследование показывает, что способность противостоять травоядным животным и конкурентам со временем становится важнее, чем масса семян или их количество.

Эксперименты в поле и теплице

В исследовании использовали более 90 различных видов растений (как местных, так и экзотических). В полевом эксперименте их высеяли на 16 лугах с разной плотностью растительности в кантоне Берн, варьируя количество семян и нарушая почву. Параллельно в теплице измерили характеристики каждого вида: массу семян, скорость прорастания и роста, конкурентную способность и устойчивость к травоядным (например, гусеницам).

Победители хорошо защищены от травоядных

В начале эксперимента успешнее прорастали виды с большей массой семян, а также те, чьих семян высеяли больше. Однако со временем важность этих факторов снизилась.

"Интересно, что в конце эксперимента важными оказались в основном признаки, связанные с взаимодействиями между растениями или растениями и животными", — сообщает первый автор исследования Анна Кемпель. В долгосрочной перспективе наиболее успешными оказались растения, хорошо защищённые от прожорливых насекомых.

Два фильтра: абиотический и биотический

Результаты согласуются с теориями о формировании сообществ и успехе инвазий. Сначала неживая среда ("абиотический фильтр") ограничивает укоренение видов без определённых физиологических адаптаций. Затем проросшие виды должны пройти "биотический фильтр" — противостоять травоядным, патогенам и конкурентам, чтобы сохраниться в сообществе.

"Наше исследование показывает, что этот второй фильтр имеет первостепенное значение, и со временем его важность только возрастает", — объясняет руководитель проекта Марк ван Клёнен.

Практическое значение

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, помогает лучше понять формирование растительных сообществ. По мнению учёных, результаты могут способствовать раннему выявлению потенциально инвазивных видов — например, при тестировании характеристик растений, ввозимых для садоводства, до их аккредитации.

"С помощью такого скрининга в будущем можно будет предотвращать инвазии растений в Швейцарии", — говорит Кемпель.