Растения-микогетеротрофы — ключ к пониманию «Всемирной паутины леса»
Исследователи из Байройта проанализировали естественные доказательства существования и функции сетей грибов и растений — так называемых микоризных сетей. Через эту «Всемирную паутину леса» (Wood Wide Web) растения могут обмениваться ресурсами и даже информацией. Результаты опубликованы в журнале Nature Plants.
Более 90% всех наземных растений живут в тесном симбиозе с грибами — микоризе. Долгое время микориза рассматривалась как взаимодействие двух партнёров — растения и гриба. Однако есть данные, что леса, в частности, могут быть пронизаны целыми сетями из корней растений и грибных тканей, которые обеспечивают обмен ресурсами и даже информацией между разными растениями через общих грибных партнёров.
В ответ на критику и сомнения в научном сообществе относительно значимости этих сетей, байройтские учёные провели анализ научной литературы, сосредоточившись на ранее упускавшихся доказательствах существования и функции «Всемирной паутины леса».
Роль микогетеротрофных растений
В обзоре международного консорциума, включающего профессора Герхарда Гебауэра и его сотрудницу Франциску Цан, особое внимание уделено микогетеротрофным растениям. В отличие от автотрофных растений, они обеспечивают углеродное питание не за счёт фотосинтеза, а через грибного партнёра.
Большинство растений используют симбиоз с микоризными грибами: растение получает от гриба ограниченные питательные вещества из почвы, а гриб — углерод от фотосинтеза растения. Если микоризный гриб живёт в симбиозе с несколькими растениями, создаётся подземная сеть («Wood Wide Web»).
«Однако одна важная группа растений, предоставляющая очевидные доказательства существования микоризных сетей, в значительной степени упускалась из виду — это микогетеротрофные растения», — говорит Гебауэр.
Ключевое доказательство
Полностью микогетеротрофные растения обычно малы и незаметны в лесной подстилке. У них нет зелёных листьев, они не могут фотосинтезировать и питаются исключительно за счёт микоризных грибов. Эти грибные партнёры одновременно вступают во второе партнёрство с лесными деревьями и могут опосредовать перенос углерода между растениями.
«Полностью микогетеротрофные растения таким образом доказывают существование микоризных сетей, в которых участвуют по крайней мере три партнёра — два растения и гриб», — утверждает Гебауэр.
Это означает, что микоризные сети в лесах могут поддерживать перенос углерода между растениями, что ставит под сомнение догму об исключительно углеродно-питательном обмене в симбиозе грибов и растений. Также под вопросом оказывается предположение, что все зелёные растения строго питаются за счёт фотосинтеза.
Спектр углеродного питания
Исследователи описывают спектр возможностей переноса углерода:
- На одном конце — полностью микогетеротрофные растения, получающие углерод исключительно от грибного партнёра.
- На другом — растения, получающие углерод исключительно от фотосинтеза.
- Между ними находятся растения, питающиеся в разной степени за счёт грибного партнёра и фотосинтеза.
Это знание может помочь в будущем лучше защищать многие редкие и исчезающие виды растений в лесной подстилке через адаптированное лесное хозяйство.