Наявність яких характеристик - запорука успіху рослини

08.07.2014

Чому деякі види рослин рідкісні, а інші широко поширені?

Чому деякі екзотичні види рослин стають інвазивними, а інші ні?

Вчені з Університету Берна виявили найбільш важливі екологічні характеристики видів рослин, які необхідні їм для успішної колонізації і зростання в нових місцях.

Швидко проростають і потім зростаючі, що витримують конкуренцію і здатні захиститися від травоїдних тварин - протягом десятиліть екологи вважали, що саме ці важливі характеристики є відмінною рисою успішних рослин.

Проте, було також запропоновано, що характеристики видів менш важливі для успішності рослини в порівнянні з іншими факторами, такими як наявність великої кількості насіння або екологічні характеристики, наприклад, густота листя.

У Берні дослідники з Інституту Рослин і Університету Констанца ретельно вивчили важливість цих характеристик і представили докази, що вони впливають на успіх чи невдачу виду - сильніше, ніж передбачалося.

Унікальна особливість бернского дослідження полягає у великій кількості використовуваних видів рослин і складному поєднанні декількох незалежних експериментів.

В ході великого польового експерименту вчені посіяли більше 90 різних місцевих і екзотичних видів рослин на 16 луках з різною щільністю рослинності в кантоні Берн.

Вони варіювали кількість насіння і змінювали якість грунту. Потім дослідники ретельно спостерігали, які ж з посівних видів рослин прижилися на місцях.

У той же час вчені провели кілька експериментів в парникових умовах, щоб якомога точніше оцінити характеристики кожного виду - від маси насіння і їх схожості до швидкості росту, конкурентоспроможності та стійкості до травоїдним комахою, таким як гусениці.

Хоча відомо, що шкідливі комахи і конкуренція мають пряме відношення до успішного росту рослини, реакція багатьох рослин на ці фактори рідко вимірювалася вченими в зв`язку з великим обсягом роботи, - розповідає Маркус Фішер, професор екології рослин в Університеті Берна.

Об`єднавши результати від польових експериментів і досліджень в теплиці, можна виявити найбільш важливі риси і екологічні характеристики для успішного зростання виду.

Ботаніки з Берна відзначили, що на початку експерименту на луках проростали більшість видів з великою масою насіння.

Крім того, тим вище була ймовірність для рослин прижитися на лузі, чим більше насіння було засіяно. Однак значення факторів змінювалося в ході дослідження.

Цікаво, що в кінці важливу роль відігравали основні риси, що відносяться до взаємодії рослин і рослин або рослин і тварин, - пояснює Енн Кемпелен, перший автор дослідження.

Відповідно, рослини, які були добре захищені від ненажерливих комах, були найуспішнішими для виживання в довгостроковій перспективі.

Наші результати відповідають загальній теорії факторів успішного поширення видів рослин-, коментує Марк ван Клейн, керівник проекту.

Спочатку, нежива навколишнє середовище, так званий "абиотический фільтр", Стримує поширення виду без певних фізіологічних адаптацій.

Пророслі види потім повинні пройти так званий "биотический фільтр", Вони повинні витримати атаку травоїдних комах, вплив патогенів та стати конкурентними в співтоваристві.

Наше дослідження показує, що це другий фільтр має велике значення для видів, а з плином часу набуває навіть ще більшого значення, - робить висновок ван Клейн.

Дослідження були опубліковані в Працях Національної академії наук, вони допоможуть краще зрозуміти процес організації рослинних угруповань.

За словами дослідників, результати можуть також сприяти ранньому виявленню потенційно нових інвазивних видів, наприклад, при введенні рослин для садівничих цілей ті спочатку повинні перевірятися на виявлені характеристики.

З таким скринінгом в країні може бути припинено засилля небезпечними і надто агресивними видами рослин, - вважає Кепмел.