» » Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу


Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Листопадный лес осенью. Парк Гарримана (Harriman State Park), штат Нью-Йорк. Фото Duncan N. L. Menge с сайта nceas.ucsb.edu


Сроки осеннего опадания листьев у кустарников и лиан, образующих подлесок в лесах восточной части США, значительно отличаются в зависимости от того, местные это виды, исконно произрастающие в данной области, или чужеземные, завезенные (по большей части непреднамеренно) из Евразии. Виды местные сбрасывают листья вскоре после того, как опадают листья деревьев верхнего яруса. Виды чужеземные теряют листья в среднем на 28 дней позже. Всё это время они продолжают активно фотосинтезировать, используя свет, который более не задерживается пологом леса. Данное обстоятельство, безусловно, способствует процветанию заносных видов в новых для них районах.

Успех, которого достигают многие растения, попавшие в новые для них места обитания, нередко удивляет исследователей и нуждается в специальном объяснении. В ряде случаев преимущество заносных видов по сравнению с местными связано с тем, что они менее подвержены заболеваниям, вызванным новыми для них вирусами, грибами и бактериями. Соответственно, ресурсы, ранее затрачиваемые на защиту от паразитов, теперь могут быть перенаправлены на рост и размножение (см.: Растения-вселенцы процветают за счет освобождения от паразитов и умелого использования ресурсов, «Элементы», 25.06.2009; Почему некоторые растения на чужбине растут лучше, чем на родине?, «Элементы», 25.05.2009).

Однако, скорее всего, существуют и другие механизмы, способствующие успешному произрастанию растений в новых местах обитания. Так, наблюдения за растениями подлеска в листопадных лесах восточных районов США показывают, что у чужеземных (завезенных из Евразии) видов листья весной распускаются раньше, а осенью сбрасываются позже, чем у видов местных. Благодаря этому заносные растения полнее используют необходимый для фотосинтеза свет в те промежутки времени, когда деревья, образующие основной полог, стоят без листьев. Однако одних только наблюдений, без строгой количественной оценки различий между местными и заносными видами, недостаточно, чтобы уверенно говорить о наличии подобного механизма обеспечения преимущества чужеземцев.

Поэтому столь важны опубликованные недавно результаты исследований Джейсона Фридли (Jason Fridley) из отдела биологии Сиракьюсского университета (см.: Fridley Lab at Syracuse University; Сиракьюс, штат Нью-Йорк, США). В течение трех вегетационных сезонов Д. Фридли проводил эксперименты со специально высаженными растениями (кустарниками и лианами, образующими подлесок в листопадных лесах восточных районов США). Он сравнивал сроки распускания и опадания листьев разных видов, а также оценивал в разные моменты вегетационного сезона количество хлорофилла в листьях и непосредственно интенсивность фотосинтеза.

Для стандартизации условий оценки всех параметров в 2006–2007 годах в окрестностях Сиракьюса (43°03' с. ш., 76°09' з. д.) были заложены небольшие площадки, куда высаживали растения 73 видов (30 завезенных и 43 местных). Всего было три одинаковые площадки (три повторности). Растения (кустарники и лианы) брали преимущественно из местных лесов, но некоторые — из дендрологических питомников. Виды подбирались так, чтобы завезенные и местные по возможности были близкородственными, относящимися к одному роду или, по крайней мере, семейству. Для воспроизведения эффекта затенения верхним пологом леса над растениями натягивали тент, перехватывающий 80% света. Устанавливали затенение только на срок закрытия верхнего полога в окрестных лесах (примерно с 20 мая по 24 октября). Эксперимент длился три вегетационных сезона подряд — с 2008-го по 2010 год.


Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Сезонные изменения «хлорофилльного индекса» (показателя, по которому можно судить о количестве хлорофилла, а косвенно — и об интенсивности фотосинтеза) для видов растений, являющихся исконными обитателями данной местности (Natives, зеленые линии) или завезенных из Евразии (Non-natives, красные линии). Сплошные линии соответствуют «световым листьям», а пунктирные — «теневым». Диаграмма внизу — распределение дат, в которые была утеряна половина хлорофилла (зеленым цветом показаны местные виды, красным — заносные). Серым цветом выделен период времени, соответствующий наличию листвы в верхних ярусах (в данном случае — затенения, не пропускающего 80% света). Хорошо видно, что и весной, и — особенно — осенью заносные виды гораздо полнее используют свет, не задерживаемый основным пологом леса. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Весеннее распускание листьев оказалось очень чувствительным к конкретным погодным условиям того или иного года. Так, в особо теплом 2010 году почки у всех растений распустились раньше, чем обычно. Что касается средних сроков появления первых листьев у заносных и местных растений, то они различались незначительно, хотя местные виды всё же отставали от заносных. Однако осенью заносные виды теряли листву существенное позже, чем местные. Если медиана распределения дат потери 50% листьев для всех местных видов в течение 2008–2010 годов приходилась на 16 сентября, то для чужеземных — на 13 октября. Окончание листопада, точнее момент потери 90% листьев, для местных видов в среднем попадал на 27 октября, а для заносных — на 9 ноября. В среднем за три года наблюдений вегетационный сезон заносных видов оказался на 29 суток длиннее, чем у местных.


Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Чужеземные растения позже сбрасывают листья, извлекая из этого немалую пользу

Разные изученные виды подлеска, ранжированные по убыванию той доли связанного за вегетационный сезон углерода, которая приходится на весенний период, до смыкания полога леса (верхний ряд, a), и на осень, после открытия полога (нижний ряд, c). Красным цветом показаны заносные виды (Non-native), зеленым — местные (Native). Если весной, до смыкания полога, местные и заносные виды фиксируют примерно одинаковое количество углерода, то осенью (после открытия основного полога леса) заметный фотосинтез продолжается в основном только у заносных видов. В правой части рисунка на панелях b и d приведены данные, суммированные по семействам растений (красным и зеленым цветом также обозначены заносные и местные виды). Видно, что весной заносные и местные виды из одного семейства значимо не отличаются по относительной величине фотосинтеза, но осенью заметный фотосинтез идет только у заносных видов, а не у местных из того же семейства. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Само по себе более позднее опадание листьев у заносных растений еще не свидетельствует о том, что осенью они продолжают фотосинтезировать, извлекая из этого для себя заметную пользу. Однако исследования Д. Фридли показали, что у заносных видов, в отличие от местных, продолжается активный фотосинтез. Более того, исследователь рассчитал для каждого конкретного вида растений, какая доля от общего количества углерода, связанного (в виде СО2) за весь вегетационный сезон, приходится на весну (до смыкания верхнего полога леса), а какая — на осень (после опадения листьев верхнего полога). Обнаружилось, что если весной местные и заносные виды примерно в равной степени используют имеющий в их распоряжении свет, то осенью заметную выгоду получают почти исключительно заносные, но не местные виды.

Источник: Jason D. Fridley. Extended leaf phenology and the autumn niche in deciduous forest invasions // Nature. 2012. V. 485. P. 359–362.

Алексей Гиляров


08 декабрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Бонсай из жимолости - своими руками

Жимолость насчитывает около 180 видов. Все они отличаются интересными, а порой, даже потрясающими цветами. Именно поэтому жимолость используют в качестве материала для красиво цветущего бонсай.

Интересные факты о папоротнике.

Папоротники - это одно из древнейших высших растений, появившееся около 400 млн лет назад в девонском периоде палеозойской эры. Гигантские древовидные папоротники во многом определяли облик планеты в

Сколько новых видов живых существ открыто в 2014 году

Специалисты из Калифорнийской академии наук подсчитали, сколько новых видов живых существ открыто за 11 месяцев 2014 года. Оказалось, что за это период выявлено 110 видов муравьёв, 28 видов рыб, 25

Что чувствуют деревья?

Могут ли чувствовать деревья? Что они ощущают?

Интересные факты о крапиве

Крапива является любимым лакомством и средством существования некоторых видов бабочек.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой