Растения предпочитают родственников и вытесняют чужаков
Растения спокойно делят пространство с родственными особями, но, оказавшись в одном горшке с неродственными растениями того же вида, они начинают активно наращивать листья. К такому выводу пришли исследователи из Университета Макмастера.
Исследование, опубликованное в American Journal of Botany, показывает, что неродственные растения конкурируют не только под землёй за питательные вещества почвы, но и пытаются вытеснить конкурента над землёй в борьбе за свет.
Эта работа развивает предыдущие исследования того же университета, которые показали, что растения могут распознавать родственников через корневые системы и сильнее конкурируют за почвенные питательные вещества и воду с неродственными растениями.
«Это первое исследование, которое показывает, что растения реагируют на родственников на надземном уровне, — объясняет Гильермо Мерфи, ведущий автор исследования. — Когда они узнают своих родственников, они растут по-другому: выше, с большим количеством ветвей и вкладывают меньше ресурсов в листья, позволяя своим братьям и сёстрам получить доступ к драгоценному солнечному свету».
Когда исследователи высадили в один горшок сеянцы североамериканского вида тенелюбивых недотрог (Impatiens), они слабо реагировали на другие растения от той же материнской особи. Но при посадке среди неродственных растений того же вида, растения направляли дополнительные ресурсы на рост листьев.
«Это подтверждает предыдущие исследования о том, что растения способны к сложному социальному поведению и будут демонстрировать альтруистическое поведение, давая своим родственникам конкурентное преимущество в дикой природе», — говорит Мерфи.
В предыдущем исследовании под руководством Сьюзан Дадли морская редька (Cakile edentula), растущая на пляжах Великих озёр, показала альтруистическое поведение среди родственников на уровне корней. При обнаружении соседей-чужаков растение направляло ресурсы к корням, борясь за воду и питательные вещества.
Это имеет экологический смысл, отмечает Мерфи. Морской редьке в её естественной среде обитания легко получить доступ к солнечному свету, поэтому она борется за питательные вещества под землёй. И наоборот, недотроги процветают в тенистых лесах, где влаги много, но солнечного света мало.
По его словам, корни, по-видимому, отличают родственников от чужаков, независимо от того, происходит ли изменение поведения над или под землёй. Однако простое размещение растений рядом, в отдельных горшках, не давало такого же результата.
В лаборатории исследователи проращивали семена недотрог, собранные в полевых условиях, чтобы правильно сгруппировать их по родственным и неродственным связям.