Почему некоторые растения живут быстро и умирают молодыми?

Международная команда под руководством исследователей из Манчестерского университета обнаружила причину, по которой одни растения "живут быстро и умирают молодыми", а другие имеют долгую и здоровую жизнь.

Исследование, опубликованное в Science Advances, также помогает понять, как поддерживается разнообразие растений. Это, в свою очередь, может помочь улучшить охрану природы, восстановление естественных местообитаний и выращивание более здоровых сельскохозяйственных культур.

Ответ, по-видимому, скрыт под нашими ногами в сложных взаимоотношениях между почвенными микробами и корнями растений. Учёные давно подозревали, что ключ к объяснению разнообразия растений кроется в их врагах, включая вредные грибы, обитающие в почве. Однако изучение микробной жизни в почве было чрезвычайно сложным, за что она получила среди учёных название "чёрный ящик".

Используя новые молекулярные методы и существующие знания о функциях различных грибов в почве, исследователи обнаружили, что в корнях одних растений обитают десятки различных вредоносных грибов, в то время как другие сдерживают вредные микробы и привлекают множество полезных грибов, улучшающих здоровье растений.

Ведущий автор, доктор Марина Семченко из Школы наук о Земле и окружающей среде (SEES) университета, сказала: "Когда вы идёте по богатому цветами лугу, вы можете задаться вопросом, почему так много разных растений растут вместе и ни одно из них не доминирует. Мы обнаружили, что рост растений сильно зависит от того, сколько различных вредных и полезных грибов привлекается к корням растения".

Исследователи также обнаружили, что баланс между вредными и полезными грибами зависит от образа жизни растения, что проливает свет на то, почему одни растения живут быстро, но умирают молодыми, а другие растут медленно, но наслаждаются долгой жизнью.

Доктор Семченко объясняет: "Как в истории о черепахе и зайце, некоторые растения медленно растут, но наслаждаются долгой жизнью, сотрудничая с полезными грибами. Другие растут быстро и изначально успешны, но затем их поражают болезни, вызываемые вредоносными грибами".

Как и у людей, диета также важна для здоровья растений. Учёные обнаружили, что почвы с обильными питательными веществами могут поддерживать пышный рост растений, но также смещают баланс от многих полезных грибов к тем, которые вызывают болезни.

Ричард Барджетт, профессор экологии Манчестерского университета, сказал: "Хотя эти результаты получены на лугах северной Англии, вероятно, те же механизмы действуют и в других экосистемах по всему миру, но для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования".

Эти результаты могут проложить путь к новым подходам в сельском хозяйстве для установления правильного микробного баланса для производства здоровых культур путём смещения баланса в сторону полезных, а не вредных микробов в корневой зоне растений.

Доктор Семченко добавила: "Известно, что почвенные микробы очень чувствительны к вмешательству человека, такому как интенсивное сельское хозяйство, и наши результаты показывают, что негативное воздействие на почвенные микробы может иметь побочные эффекты для сохранения разнообразия растений".

Исследование координировалось Манчестерским университетом и включало сотрудничество девяти учреждений, включая университеты Колорадо, Тарту, Берлина, Эдинбурга и Ланкастера.