Rośliny rozwijają się w złożonym świecie, komunikując się, udostępniając zasoby i przekształcając swoje środowiska Sosny długolistne wspierają się nawzajem poprzez mikoryzę - wzajemnie korzystne relacje między niektórymi grzybami a korzeniami drzew. Justin Meissen / Flickr, CC BY-SA

Jako gatunek, ludzie są zaprogramowani do współpracy. Dlatego blokady i praca zdalna były dla wielu z nas trudne podczas pandemii COVID-19.

W przypadku innych żywych organizmów dystans społeczny jest bardziej naturalny. Jestem naukowiec roślin i spędzili lata badając, jak sygnały świetlne wpływają na rośliny, od samego początku cyklu życiowego rośliny - kiełkowania nasion - aż po opadanie liści lub śmierć. W mojej nowej książce „Lekcje z roślin, ”Badam, czego możemy się nauczyć ze środowiskowego dostrajania zachowań roślin.

Jednym z kluczowych wniosków jest to, że rośliny mają zdolność rozwijania współzależności, ale także unikanie tego, gdy są połączone, może być szkodliwe. Ogólnie rzecz biorąc, rośliny nieustannie komunikują się i angażują się w inne organizmy w swoich ekosystemach. Ale kiedy te trwające połączenia grożą wyrządzeniem więcej szkody niż pożytku, rośliny mogą przejawiać pewien rodzaj dystansu społecznego.

Siła połączenia i współzależności

Kiedy warunki są dobre, większość zakładów zajmuje się tworzeniem sieci. Plik zdecydowana większość roślin mają grzyby, które żyją na korzeniach lub w ich obrębie. Grzyby i korzenie tworzą razem struktury znane jako mikoryzy, które przypominają sieć podobną do sieci.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Mikoryzy zwiększają zdolność roślin żywicielskich do wchłaniania przez korzenie wody i składników odżywczych, takich jak azot i fosforany. W zamian rośliny dzielą się cukrami, które wytwarzają w procesie fotosyntezy, ze swoimi grzybowymi partnerami. W ten sposób grzyby i rośliny żywicielskie są ze sobą silnie połączone i zależą od siebie nawzajem, aby przetrwać i dobrze się rozwijać.

Połączenia mikoryzowe mogą łączyć wiele zakładów w działającą sieć. Kiedy rośliny wytwarzają więcej cukrów, niż potrzebują, mogą się nimi dzielić połączona sieć korzeni i grzybów. W ten sposób zapewniają wszystkim roślinom w społeczności dostęp do energii potrzebnej do wspierania ich wzrostu.

Innymi słowy, te połączenia wykraczają poza pojedynczą roślinę żywicielską i jej grzybowego partnera. Tworzą relacje w całej społeczności i współzależne sieci roślin i grzybów. Czynniki środowiska zewnętrznego, takie jak ilość światła dostępnego do fotosyntezy i skład gleby wokół roślin, dostrajają połączenia w tych sieciach.

Mikoryze służą również jako kanały komunikacji. Naukowcy udokumentowali, że rośliny przechodzą chemikalia obronne, takie jak substancje sprzyjające odporności na szkodniki owadzie, innym roślinom za pośrednictwem sieci grzybów. Połączenia te pozwalają również roślinie zaatakowanej przez mszyce lub inne tego typu szkodniki na sygnalizowanie sąsiednim roślinom zapobiegawczo aktywować własne reakcje obronne.

Mycorrhizhae to żywe zbiorowiska korzeni roślin i grzybów, które czerpią wzajemne korzyści z ich związku.

Kiedy bezpieczniej jest zachować dystans

Dzielenie się zasobami lub informacjami, które pomagają innym roślinom odeprzeć zagrożenia, jest cennym przykładem siły powiązań i współzależności w ekosystemach roślinnych. Czasami jednak przetrwanie wymaga odłączenia roślin.

Gdy sygnały środowiskowe, takie jak światło lub składniki odżywcze, stają się na tyle rzadkie, że roślina żywicielska może wytwarzać wystarczającą ilość cukrów w procesie fotosyntezy, aby wspierać jedynie własny wzrost, pozostawanie w aktywnym połączeniu w większej sieci społeczności może być niebezpieczne. W takich warunkach roślina żywicielska straciłaby więcej na dzieleniu się ograniczonymi zasobami cukru, niż zyskałaby z sieci w wodzie i składnikach odżywczych.

W takich momentach rośliny mogą ograniczają połączenia i rozwój mikoryz ograniczając liczbę materiałów, które wymieniają ze swoimi grzybowymi partnerami i unikając tworzenia nowych połączeń. Jest to forma fizycznego dystansowania się, która chroni zdolność roślin do utrzymania się, gdy mają ograniczone zasoby energii, aby mogły przetrwać przez długi czas.

Kiedy warunki się poprawią, rośliny mogą wznowić udostępnianie ich partnerom będącym grzybami i ustanowić dodatkowe połączenia i współzależności. Po raz kolejny mogą czerpać korzyści z dzielenia się zasobami i informacjami o ekosystemie z ich rozległymi zbiorowiskami roślin i grzybów.

Rozpoznawanie krewnych i współpracy

Dystans społeczny nie jest jedyną sztuczką, której rośliny używają, aby wejść na świat. Rozpoznają również pokrewne rośliny i dostosowują swoje umiejętności do udostępniania lub rywalizacji. Kiedy rośliny połączone siecią grzybów są bliskimi krewnymi genetycznymi, to właśnie one udostępniać więcej cukrów grzybom w tej sieci niż wtedy, gdy inne rośliny są bliżej spokrewnione.

Nadawanie priorytetów krewnym może nam się wydawać bardzo znajome. Ludzie, podobnie jak inne organizmy biologiczne, często aktywnie pomagają przetrwać naszym krewnym. Czasami mówi się o tym jako o pracy nad tym, by „nazwisko rodowe” przetrwało. Dla roślin, wspieranie krewnych jest sposobem na upewnienie się, że przenoszą swoje geny.

Rośliny mogą również przekształcać aspekty swojego środowiska, aby lepiej wspierać swój wzrost. Czasami niezbędne składniki odżywcze obecne w glebie są „zablokowane” w postaci, której rośliny nie mogą wchłonąć: na przykład żelazo może wiązać się z innymi substancjami chemicznymi w postaci bardzo podobnej do rdzy. Kiedy tak się dzieje, rośliny mogą wydalać związki ze swoich korzeni, które zasadniczo rozpuszczają te składniki odżywcze do postaci, którą rośliny można łatwo użyć.

Rośliny mogą w ten sposób przekształcać swoje środowiska indywidualnie lub zbiorowo. Korzenie roślin mogą rosnąć w tym samym kierunku, we wspólnym procesie znanym jako rój jest to podobne do rojów pszczół lub stad ptaków. Taki rój korzeni umożliwia roślinom uwalnianie dużej ilości chemikaliów w określonym regionie gleby, co uwalnia więcej składników odżywczych do wykorzystania przez rośliny.

Drzewa używają sieci grzybów do wysyłania sobie nawzajem wiadomości - a niektóre gatunki przejmują system, aby sabotować swoich rywali.

Lepiej razem

Zachowania takie jak symbioza mikoryzowa, rozpoznawanie krewnych i wspólna transformacja środowiska sugerują, że ogólnie rośliny razem są lepsze. Pozostając w zgodzie ze swoim środowiskiem zewnętrznym, rośliny mogą decydować o tym, kiedy współpracują, a wspieranie współzależności jest lepsze niż samodzielna praca.

Kiedy zastanawiam się nad tymi dostrajalnymi połączeniami i współzależnością między roślinami i grzybami, czerpię nieustanną inspirację - szczególnie w tym roku pandemicznym. Gdy wkraczamy w nieustannie zmieniający się świat, rośliny oferują ludziom wszelkiego rodzaju lekcje dotyczące niezależności, współzależności i wzajemnego wspierania się.

O autorze

Beronda L. Montgomery, Profesor biochemii i biologii molekularnej i mikrobiologii oraz genetyki molekularnej; Tymczasowy zastępca wiceprezesa ds. Badań i innowacji, Michigan State University

Powiązane książki

Klimat Adaptacja Finanse i Inwestycje w Kalifornii

Jesse M. Keenan
0367026074Ta książka służy jako przewodnik dla lokalnych samorządów i prywatnych przedsiębiorstw, które poruszają się po nieznanych wodach inwestycji w adaptację do zmian klimatu i odporność. Ta książka służy nie tylko jako przewodnik po zasobach do identyfikacji potencjalnych źródeł finansowania, ale także jako mapa drogowa dla procesów zarządzania aktywami i finansów publicznych. Podkreśla praktyczne synergie między mechanizmami finansowania, a także konflikty, które mogą powstać między różnymi interesami i strategiami. Chociaż głównym celem tej pracy jest stan Kalifornia, książka ta oferuje szerszy wgląd w to, w jaki sposób stany, samorządy i prywatne przedsiębiorstwa mogą podjąć te krytyczne pierwsze kroki w inwestowaniu w zbiorową adaptację społeczeństwa do zmian klimatu. Dostępne na Amazon

Naturalne rozwiązania w zakresie adaptacji do zmian klimatu na obszarach miejskich: powiązania między nauką, polityką i praktyką

autorzy: Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
3030104176
Ta otwarta książka łączy wyniki badań i doświadczenia z nauki, polityki i praktyki, aby podkreślić i omówić znaczenie rozwiązań opartych na przyrodzie dla adaptacji do zmian klimatu na obszarach miejskich. Nacisk kładzie się na potencjał podejść opartych na przyrodzie w tworzeniu wielu korzyści dla społeczeństwa.

Eksperci przedstawiają zalecenia dotyczące tworzenia synergii między bieżącymi procesami politycznymi, programami naukowymi i praktycznym wdrażaniem zmian klimatu i środków ochrony przyrody na globalnych obszarach miejskich. Dostępne na Amazon

Krytyczne podejście do adaptacji do zmian klimatu: dyskursy, zasady i praktyki

autor: Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
9781138056299Ten zredagowany tom łączy krytyczne badania nad dyskursami, politykami i praktykami dotyczącymi adaptacji do zmian klimatu z perspektywy multidyscyplinarnej. Opierając się na przykładach z krajów takich jak Kolumbia, Meksyk, Kanada, Niemcy, Rosja, Tanzania, Indonezja i Wyspy Pacyfiku, rozdziały opisują, w jaki sposób środki dostosowawcze są interpretowane, przekształcane i wdrażane na poziomie lokalnym oraz w jaki sposób środki te zmieniają się lub zakłócają relacje władzy, pluralizm prawny i wiedza lokalna (ekologiczna). Książka jako całość rzuca wyzwanie ustalonym perspektywom adaptacji do zmian klimatu, biorąc pod uwagę kwestie różnorodności kulturowej, uzasadnienia środowiskowego i praw człowieka, a także podejścia feministyczne lub międzysektorowe. To innowacyjne podejście pozwala na analizę nowych konfiguracji wiedzy i mocy, które ewoluują w imię adaptacji do zmian klimatu. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.

 

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.