Загрязнение делает хищные растения вегетарианцами
Исследование показало, что азотное загрязнение дает хищным растениям на шведских болотах так много питательных веществ, что им не нужно ловить столько мух.
Обыкновенная росянка Drosera rotundifolia растет на верховых болотах в северной Европе. В этих бедных питательными веществами местообитаниях растение увеличивает потребление азота, ловя насекомых липкими листьями.
Деятельность человека, связанная со сжиганием ископаемого топлива, значительно повысила уровень азота, выпадающего с осадками на эти болота, нарушая специализированные экосистемы.
Исследование, опубликованное в New Phytologist, показывает, что это искусственное удобрение снижает интерес хищных растений к насекомым. Растения в слабозагрязненных районах получали 57% азота из насекомых; в районах с большим выпадением азота эта цифра падала до 22%.
«Если корням доступно много азота, им не нужно есть так много», — объясняет ведущий автор доктор Джонатан Миллетт из Университета Лафборо.
Растения могут делать листья менее липкими, чтобы ловить меньше добычи. Также может играть роль изменение цвета: росянки на сильно загрязненных болотах намного зеленее, чем в бедных питательными веществами условиях. Последние обычно имеют красный цвет, который, как считается, привлекает насекомых. Цвет росянки может быть быстрым индикатором уровня азотного загрязнения.
Команда взяла образцы росянок с нескольких болот северной Швеции, от почти нетронутых до сильно загрязненных азотом, а также насекомых-жертв и растущих там же мхов (не хищных растений).
Образцы измельчили и проанализировали наличие различных изотопов азота — форм одного элемента с разным атомным весом. Азот биологического происхождения (из насекомых) имеет иное соотношение изотопов, чем азот, выпадающий с дождем.
Сравнив изотопный состав росянок, насекомых и нехищных растений, исследователи определили долю азота, полученную из добычи и из корней.
Ученые предполагали, что растения становятся хищниками, когда не могут получить достаточно азота обычным путем через корни. Эти результаты подтверждают теорию: когда растения могут обойтись без этого, они сокращают хищническую активность.
«На участках с большим выпадением азота эти растения теперь получают гораздо больше азота из корней, но им все равно приходится нести остаточные затраты на хищничество, и другие растения без этих затрат будут выживать лучше», — комментирует Миллетт. — «Вероятно, мы увидим снижение численности и, возможно, локальные вымирания хищных видов».
Исследование подтверждает, что дело не просто в разбавлении постоянного уровня азота от добычи за счет большего поглощения корнями. Уровень азота от добычи фактически падает, что предполагает сознательное ограничение растением ловли насекомых, вероятно, для экономии энергии.
Миллетт расширяет исследование на болота других районов, включая Великобританию. Ситуация там может быть серьезнее из-за развитой промышленности.
«В Великобритании почти все наши болота будут как минимум эквивалентны тем скандинавским участкам, которые мы классифицировали как промежуточные».
Мало загрязненные шведские болота имели уровень выпадения азота около 1.8 кг на гектар в год; на многих участках в Великобритании этот показатель ближе к 30 кг.
Исследование проводилось совместно с Уппсальским университетом (Швеция) и Шотландским университетским центром экологических исследований. Финансирование изотопного анализа предоставил NERC через свою Life Sciences Mass Spectrometry Facility.