Мелкие шаги, большие скачки: как аммофила строит дюны
Размер и форма дюн сильно различаются по всему миру: в Европе они высокие и узкие, а в США — низкие и широкие. Новое исследование показало, что отчасти это связано с тем, что дюны формируются растениями с разными «стратегиями движения», которые определяют форму дюны. Исследование провели экологи из Университета Радбауда, Королевского Нидерландского института морских исследований (NIOZ) и Университета Гронингена. Результаты, которые будут опубликованы в Nature Communications 14 июня, могут быть полезны для проектов по восстановлению прибрежных ландшафтов.
Побережье — сложное место для выживания растений из-за соли и сильных волн. Аммофила (песчаный тростник) имеет особый механизм выживания: она улавливает движущийся песок и строит дюну, что позволяет ей в итоге избежать воздействия моря.
Но почему европейская аммофила строит 15-метровые дюны, а её американский аналог не превышает 6 метров? На этот вопрос хотели ответить исследователи, включая Валери Рейерс, докторанта Университета Радбауда. Они изучили, как европейская и американская аммофила растут вдоль побережья Схирмонникога (Нидерланды) и в Северной Каролине (США).
«Движущиеся» растения создают ландшафт
«Аммофила создаёт подземные корневища, из которых могут развиваться новые побеги. Европейская аммофила, по-видимому, использует специфическую стратегию, при которой короткие корневища создают новые побеги рядом со старыми, но изредка выпускает длинный подземный побег. Эта поразительная модель движения ранее была обнаружена у других организмов, включая мидий, альбатросов, акул, бактерий и даже людей», — говорит ведущий автор статьи Валери Рейерс.
При поиске пищи многие животные движутся по случайной схеме, в которой небольшие перемещения чередуются со значительным перемещением, известным как движения Леви. «Это своего рода естественный закон, который проявился у разных организмов, — говорит Рейерс. — Поразительно, что эти "движения", по-видимому, существуют и у растений и так значимы для способа, которым они конструируют свой ландшафт».
Использование движения Леви позволяет европейской аммофиле улавливать много движущегося песка наиболее эффективным способом при минимальных затратах на свою подземную корневую сеть. Американская аммофила улавливает больше песка, разрастаясь более рассредоточено, но это требует гораздо больше энергии, так как подземным корневищам приходится преодолевать гораздо большее расстояние. В результате образуется более низкая и широкая дюна.
Самовосстанавливающиеся дюны
Прибрежные ландшафты очень важны — они обеспечивают среду обитания для многих видов растений и животных, улавливают CO2 в почве и, что, возможно, важнее всего, замедляют или гасят волны во время штормовых нагонов. «Природные прибрежные ландшафты, такие как солончаки и дюны, сокращаются по всему миру», — говорит Тьиссе ван дер Хейде, исследователь NIOZ и профессор прибрежной экологии в Университете Гронингена.
«Попытки восстановить эти ландшафты часто оказываются безуспешными. Растения часто вырываются волнами, прежде чем они успевают укорениться и уловить ил или песок. Теперь, когда мы понимаем пространственную организацию прибрежных растений, следующий шаг — применить эти выводы в проектах по восстановлению, чтобы помочь растениям укорениться», — говорит ван дер Хейде.