Почему некоторые растения на чужбине растут лучше, чем на родине?
25.05.09 | Алексей Гиляров
Проблема «инвазийных», то есть заносных для данной области видов растений занимает в последнее время не только ученых-экологов, но и широкую публику. Дело в том, что, оказавшись на новой территории, инвазийные виды нередко начинают размножаться чрезвычайно интенсивно, становятся доминантными в местных сообществах, а порой даже превращаются в злостные сорняки (см.: Invasive species). Изучение подобных растений показало, что в новых местах обитания у них происходит отбор на более высокую скорость роста. А возможным это становится за счет сокращения затрат на выработку защищенности от растительноядных животных.
Вторгаясь в сложившееся растительное сообщество, инвазийный вид порой приводит к резкому возрастанию чистой первичной продукции (суммарного прироста массы растений за какое-то время; см. Primary production), хотя при дальнейшем увеличении числа видов продукция может и снижаться. В сообществах без заносных видов продукция по мере увеличения числа видов обычно возрастает асимптотически (см. рис. 1). Очевидно, что по каким-то своим биологическим характеристикам инвазийный вид отличается от окружающих его аборигенных видов. Однако причины этого явления оставались до недавнего времени непонятными. По большому счету, успех инвазийных видов даже парадоксален. Ведь традиционно считается, что организмы любого вида лучше всего приспособлены для жизни в родных местах — там, где эти виды сформировались, где происходил естественный отбор, работавший на достижение наилучшего возможного соответствия окружающим условиям. Это касается климата, почвы, растительного покрова и, конечно же, биотического окружения, включая конкурентов, хищников и паразитов, которым они способны достаточно успешно противостоять.
Необычный успех инвазийного вида может объясняться, видимо, только тем, что на новом месте помимо благоприятности всех абиотических условий ослаблен пресс негативных воздействий со стороны других организмов: конкурентов, хищников (в случае растений — растительноядных животных), паразитов и возбудителей болезней. В частности, предполагается (и тому есть экспериментальные подтверждения), что в местах коренного местообитания какого-либо вида растений в почве отбираются патогенные штаммы микробов, фактически — паразитов, тормозящих их рост. Поэтому пересаживание растений в почву, в которой ранее эти виды не произрастали, как правило, способствует более интенсивному их росту.
Другое обстоятельство, возможно определяющее успех инвазийных видов растений, это ускорение круговорота азота — элемента, которого в почве часто не хватает. Предполагается, что стебли и листья быстро растущих вселенцев характеризуются несколько меньшим содержанием целлюлозы (клеточные стенки у них более тонкие). Они более мягкие и нежные. Органическое вещество таких растений после их отмирания быстрее разлагается грибами и бактериями. Соответственно, быстрее идут процессы нитрификации — превращения аммонийного азота в нитриты и нитраты, то есть в форму, пригодную для нового потребления растениями. К примеру, завезенный в Канаду из Европы клен платановидный Acer platanoides ускоряет процессы минерализации (разложения органического вещества в почве) и нитрификации по сравнению с аборигенным видом — кленом сахарным Acer saccharum
Если заносные виды в новом месте растут быстрее, чем на родине, остается предполагать, что в их популяциях идет отбор на усиление свойств, отвечающих за быстрый рост. Но сразу возникает вопрос: за счет каких ресурсов это возможно и почему этого не наблюдается на родине? Специальное исследование на этот счет предприняла группа специалистов из Китая, США, Мексики и Индии. Объектом их изучения было растение (полукустарник) из семейства сложноцветных — агератина бубенчиковая (Ageratina adenophora). Родом агератина из Мексики, но оттуда она широко расселилась по субтропическим районам других континентов, превратившись в типичный инвазийный вид.
Основанная часть работы проводилась в Тропическом ботаническом саду Китайской академии наук в местечке Сишуанбаньна (Xishuangbanna Tropical Botanical Garden) в юго-восточной части Китая (провинция Юньнань, 21°56' с.ш., 101°15' в.д.). Растения агератины, используемые в эксперименте, были получены из семян, собранных в трех районах произрастания: на родине в Мексике и в двух местностях, где растение является заносным, — в Индии и Китае. Исследователи старались создать представительные выборки из каждого места произрастания. В каждом случае семена собирали из пяти разных популяций, а в каждой популяции — от 15 растений, не растущих в непосредственной близости друг от друга. В лаборатории в Китае семена проращивали в стандартных условиях, а молодые, достигшие 10 см в высоту растения, высаживали на делянки в открытый грунт. Никаких удобрений и дополнительного полива не применяли. Периодически измеряли характеристики отдельных листьев с разных растений, а спустя 8 месяцев после прорастания в контролируемых лабораторных условиях при одной освещенности и разном содержании в воздухе СО2 оценили скорость фотосинтеза, а также соотношение азота, идущего, непосредственно на фотосинтез, и откладываемого в клеточных стенках.
Результаты эксперименты подтвердили ожидания авторов. Доля азота, идущего на фотосинтез (то есть непосредственно на прирост массы растения), в растениях из районов инвазии (из Индии и Китая), была разной, но в обоих случаях значимо выше, чем у растений из мест исконного произрастания (из Мексики). Скорость фотосинтеза агератины из Китая и Индии была выше, чем у агератины из Мексики. Неудивительно, что растения из тех районов, где они являются инвазийными, получились более высокими и с более крупными листьями, хотя плотность тканей их листьев была значимо ниже. Подобный результат означает, что растения агератины в новых местах обитания вкладывают больше ресурсов непосредственно в рост, но происходит это за счет сокращения трат на формирование защитных структур.
Таким образом, мы наблюдаем классический пример «трейд-офа» (trade-off) — отрицательной корреляции между развитием разных признаков, происходящим за счет перераспределения ресурсов организма на разные нужды (см. также: Plant defense against herbivory).
Источники:
1) Marnie E. Rout, Ragan M. Callaway. An invasive plant paradox // Science. 2009. V. 324. P. 734–735.
2) Yu-Long Fenga, Yan-Bao Leia, Rui-Fang Wanga et al. Evolutionary tradeoffs for nitrogen allocation to photosynthesis versus cell walls in an invasive plant // PNAS. 2009. V. 106. P. 1853–1856 (вся статья в открытом доступе).
См. также:
1) А. М. Гиляров. Почему процветают виды-вселенцы? // Природа. 2002. № 10.
2) John N. Klironomos. Feedback with soil biota contributes to plant rarity and invasiveness in communities // Nature. 2002. V. 417. P. 67–70.
3) Европейский сорняк губит американские леса, «Элементы», 27.04.2006.
Алексей Гиляров
http://elementy.ru/news/431084
Последние аномальные новости

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

ИИ представляет угрозу для человечества

Кукла на ветрине пугает покупателей

НЛО - это одно, но НПО представляют реальную угрозу

НЛО представляют явную и настоящую опасность

Новые кадры НЛО являются ключом к разгадке тайны

НПО представляют угрозу

Пентагон продолжает поиски внеземной жизни

Пилоты путают НЛО со спутниками Starlink

Портативные наборы для обнаружения НЛО

Робот пародирует Илона Маска и Дональда Трампа

Секретные материалы газеты Гримсби Телеграф

Сколько НЛО было замечено в Мичигане

Тайна, стоящая за взрывом наблюдений НЛО

Тайны легендарного наблюдения 'Огни Феникса'

Уфологи вызовут НЛО для документального фильма

Что случилось с рейсом MH370

Я скептически отношусь к инопланетным НЛО

Натуральная продукция по уходу за лицом и телом. Основные плюсы

Военный ИИ Пентагон улучшал с помощью StarCraft II

Дементора сняли в небе над Калифорнией

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика