Растения-"Ван Винклы" скрываются под землёй до 20 лет

Новое исследование показало, что десятки видов растений способны жить в состоянии покоя под почвой до 20 лет, что позволяет им переживать трудные времена.

Международная группа учёных обнаружила, что как минимум 114 видов растений из 24 различных семейств, распространённых по всему миру, способны к длительному покою во взрослом состоянии. Они остаются живыми в почве, но не прорастают каждую весну. Это поведение позволяет им не только выживать, но и использовать неблагоприятные условия с пользой.

Такое необычное поведение наблюдается у многих видов орхидей и напоминает персонажа Рипа Ван Винкля, проспавшего 20 лет. Оно также встречается у многих других типов растений.

В статье, опубликованной в Ecology Letters, учёные раскрывают, что покой часто является стратегией "хеджирования ставок". Краткосрочные недостатки — пропуск роста и размножения в один или несколько сезонов — перевешиваются долгосрочными преимуществами избегания непосредственных рисков и продления жизни.

Покой проявляется только у части растений в любой популяции или виде в конкретный год и зависит от индивидуальных обстоятельств.

Соавтор работы, профессор Майкл Хатчингс из Университета Сассекса, отметил: "Кажется парадоксальным, что растения эволюционировали такое поведение, ведь пребывание под землёй означает, что они не могут фотосинтезировать, цвести или размножаться. И всё же это исследование показало, что многие растения большого числа видов часто демонстрируют длительный покой. Многие из этих видов нашли способы преодолеть потерю возможности фотосинтеза, особенно за счёт эволюции механизмов получения углеводов и питательных веществ от почвенных грибов-симбионтов. Это позволяет им выживать и даже процветать в периоды покоя".

Исследование раскрыло некоторые условия, запускающие покой, и эволюционные преимущества такого поведения. Однако для полного объяснения влияния таких факторов, как погодные условия, угрозы со стороны травоядных и конкуренция с другой растительностью, на "решение" впасть в покой требуется дополнительная работа.

Покой семян широко известен и изучается десятилетиями, но явление покоя у растений, вышедших из стадии семени и вступивших во взрослую жизнь, изучено гораздо меньше.

Исследование под руководством доцента Ричарда Шефферсона из Токийского университета является первым детальным анализом причин, экологических функций и эволюционной значимости покоя взрослых растений. Оно основано на данных из большого числа наборов данных и опубликованных работ, в которых было зафиксировано такое поведение.

Причины вхождения растений в период покоя различаются как между видами, так и даже между популяциями одного вида в разных географических точках. К ним относятся:

• Риск потери почек и новых побегов из-за травоядных животных.
• Неблагоприятный вегетационный сезон, который не позволяет накопить достаточно ресурсов для образования побегов в следующем году.
• В условиях потепления климата — слишком мягкие зимы, из-за которых растения не воспринимают наступление весны.

Хотя исследовательская группа предполагала, что покой будет более распространён в холодных широтах и на больших высотах, где вегетационный период короче, он оказался более частым явлением ближе к экватору, где угрозы от таких факторов, как болезни, конкуренция, травоядные и пожары, более серьёзны.

Соавтор работы доктор Эрик Менгес из Биологической станции Арчболд (Флорида, США) сказал: "В пожароопасных районах, по-видимому, есть преимущество в том, чтобы оставаться в состоянии покоя, а затем прорастать после пожара, когда существуют благоприятные условия для роста и цветения".

Профессор Хатчингс добавил: "Филогенетические анализы также показали, что состояние покоя эволюционировало и сохранялось много раз на протяжении эволюционной истории наземных растений. Это говорит о том, что оно не только было полезным при многих различных экологических обстоятельствах, но и что его эволюция может быть достижима за счёт возникновения небольшого числа мутаций всего в нескольких генетических локусах".