Когда растения помогают или мешают друг другу?

Исследователи из Тюбингенского университета доктор Руйчанг Чжан и профессор Катя Тилбёргер оспорили устоявшийся принцип о том, что близкое соседство всегда вредит растениям. Их новое теоретическое моделирование и эксперименты показывают, что растения могут и «помогать» друг другу. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Конкуренция и взаимопомощь

Конкуренция за ресурсы при высокой плотности роста может даже приводить к гибели отдельных растений. Однако многие эмпирические исследования демонстрируют, что растения могут и облегчать условия друг для друга, особенно в стрессовых условиях (например, при засолении почвы или высоких температурах). Крупные растения могут создавать тень, улучшая условия для более мелких.

Было принято считать, что позитивные взаимодействия наиболее важны при высоком стрессе, а при хороших условиях они сменяются конкуренцией.

Новый модель и эксперимент

Исследователи объединили факторы плотности и стресса в новой математической модели. Она показала, что при интенсивном стрессе наличие многих соседей может быть выгодно, а конкуренция возникает только при очень высокой плотности. С точки зрения отдельного растения, зависимость между плотностью и успешностью роста имеет колоколообразную форму.

Предсказания модели были подтверждены в эксперименте с Arabidopsis thaliana (резуховидкой Таля). Растения значительно меньше страдали от солевого стресса, когда у них было много соседей. Конкуренция с соседями наблюдалась только при отсутствии стресса.

Значение исследования

Совпадение теории и эксперимента в экологических исследованиях — явление редкое. Это демонстрирует надёжность и универсальность предложенной модели. Она может помочь лучше прогнозировать реакцию растений на стрессовые факторы (жару, засуху), усиливающиеся в условиях изменения климата.