Папоротники как помощники в восстановлении экосистем после катастроф
Учёные предложили обновлённую концепцию роли папоротников в восстановлении окружающей среды после катастроф. Вместо конкуренции с другими организмами, папоротники могут действовать как фасилитаторы, облегчая повторное заселение повреждённых ландшафтов другими растениями и животными.
Исследование рассматривает, как биосфера восстанавливается после крупных потрясений (лесных пожаров или падений астероидов), используя "фасилитативную" модель (где действия организмов помогают друг другу), а не давно устоявшуюся модель, основанную на конкуренции.
Папоротники — одни из первых растений, вновь появляющихся на территориях, затронутых крупными катаклизмами. Ранее это объяснялось их "конкурентным" успехом благодаря производству огромного количества спор, распространяемых ветром. Однако новые данные показывают, что положительные взаимодействия (фасилитация) между папоротниками и другими видами играют значительную роль.
Роль в истории Земли
Авторы исследования, объединив наблюдения за современными и ископаемыми популяциями, предполагают, что папоротники способствуют восстановлению экосистем, стабилизируя грунт, улучшая свойства почвы и регулируя конкуренцию между другими организмами.
Это меняет взгляд на папоротники как на фасилитаторов экологического восстановления в нарушенных местообитаниях. Поскольку папоротники — одни из древнейших растений на Земле (появились около 360 млн лет назад в Девонском периоде) и пережили немыслимые климатические изменения и события вымирания, они дают критически важную информацию для понимания прошлого планеты.
"Мел-палеогеновое [K-Pg] вымирание перестроило биосферу Земли, в результате чего вымерло примерно 75% видов, включая до 90% растений", — говорит ведущий автор Лорен Азеведо Шмидт из Калифорнийского университета в Дэвисе.
Долговечность папоротников даёт представление об эволюции жизни на Земле даже через самые разрушительные катастрофы. Это представляет интерес для астробиологии, так как изучение того, как факторы окружающей среды влияли на крупномасштабную эволюцию жизни через массовые вымирания, помогает понять потенциал для возникновения и распространения жизни в других мирах.
Значение для космических исследований
Устойчивость папоротников и их способность помогать залечивать повреждённую среду могут сделать их важными партнёрами для будущих пилотируемых миссий в космосе.
Изучение таких выносливых растений, как папоротники, может помочь в адаптации сельскохозяйственных культур к суровым условиям космоса для обеспечения надёжного источника пищи. Предыдущие исследования также рассматривали, как растения могут очищать воздух в замкнутых пространствах, подобных МКС или обитаемым базам на Луне и Марсе.
"Папоротники смогли полностью преобразовать биосферу Земли после опустошения, вызванного мел-палеогеновым вымиранием. Среда пережила континентальные пожары, кислотные дожди и ядерную зиму, но папоротники смогли перенести невероятный стресс и улучшить свою среду. Думаю, нам всем есть чему поучиться у могучих папоротников", — заключает Азеведо Шмидт.
Исследование "Ferns as facilitators of community recovery following biotic upheaval" опубликовано в журнале BioScience.