Лианы и деревья демонстрируют разную связь структуры и функции ксилемы стебля

Ксилема стебля растения выполняет несколько важных функций. Выяснение координации или компромиссов между функциями ксилемы критически важно для понимания экологической стратегии растений и их адаптации к разным средам. Однако вопрос о том, как ткани ксилемных клеток влияют на их функции у разных жизненных форм, остаётся нерешённым.

В исследовании, опубликованном в American Journal of Botany, учёные из Сишуанбаньна-Тропического ботанического сада (XTBG) Китайской академии наук изучили вариацию и взаимосвязь функций водного транспорта, механической поддержки и запасания в стеблевой ксилеме у лиан и деревьев в трёх разных экосистемах на юго-западе Китая.

Исследователи измерили 18 функциональных признаков ксилемы, связанных с водным транспортом, механической поддержкой и запасанием, у 15 видов лиан и 16 видов деревьев с трёх разных участков: тропического дождевого леса, жаркой и сухой долины саванны и субтропического вечнозелёного широколиственного леса в провинции Юньнань.

Они проанализировали различия в признаках между лианами и деревьями, определили ключевые признаки, связанные с этими функциями, и изучили взаимосвязи между функциями водного транспорта, механической поддержки и запасания у обеих жизненных форм.

Результаты выявили различные экологические стратегии: виды лиан обладают большей гидравлической эффективностью, а виды деревьев — большей механической прочностью. Вариация гидравлических и механических признаков стебля была определённо связана со структурой ксилемы, помимо жизненной формы и местообитания, в то время как вариация признаков запасания в основном была связана с участком (средой). Крахмал и растворимые сахара, по-видимому, помогают лианам адаптироваться к изменяющимся условиям среды.

У лиан наблюдается постоянный компромисс между водопроводящей способностью и механической поддержкой со стороны ксилемы, в отличие от деревьев, где такие компромиссы встречаются реже. Кроме того, взаимосвязи между функциями водного транспорта и запасания у лиан и деревьев сложны и многогранны.

«Наше исследование заполняет существующий пробел в изучении функций запасания у разных видов растений в различных средах. Оно даёт ценное представление о том, как растения адаптируются к изменениям окружающей среды, и о разных экологических стратегиях, используемых лианами и деревьями для балансирования потребностей в гидравлическом транспорте, механической поддержке и запасании», — сказал Чжан Цзяолинь из XTBG.