Длиннолистные сосны поддерживают друг друга посредством микоризы - взаимовыгодных отношений между определенными грибами и корнями деревьев. Джастин Мейсен / Flickr, CC BY-SA

Как вид, люди запрограммированы на сотрудничество. Вот почему во время пандемии COVID-19 многим из нас было трудно изолироваться и удаленная работа.

Для других живых организмов социальное дистанцирование происходит более естественно. Я ботаник и потратили годы на изучение того, как световые сигналы влияют на растения, с самого начала их жизненного цикла - прорастания семян - до опадания листьев или гибели. В моей новой книге «Уроки растений, «Я изучаю, что мы можем узнать из экологической настройки поведения растений.

Один из ключевых выводов заключается в том, что растения обладают способностью развивать взаимозависимость, но также и избегать этого, когда соединение может быть вредным. Как правило, растения постоянно общаются и взаимодействуют с другими организмами в своих экосистемах. Но когда эти постоянные связи угрожают причинить больше вреда, чем пользы, растения могут демонстрировать некую форму социального дистанцирования.

Сила связи и взаимозависимости

В хороших условиях большинство растений занимаются сетью. В подавляющее большинство растений есть грибы, которые живут на их корнях или внутри них. Вместе грибы и корни образуют структуры, известные как микоризы, которые напоминают сетевую паутину.

Микориза увеличивает способность растений-хозяев поглощать воду и питательные вещества, такие как азот и фосфаты, через свои корни. В свою очередь, растения делятся сахарами, которые они производят в процессе фотосинтеза, со своими грибковыми партнерами. Таким образом, грибы и растения-хозяева сильно взаимосвязаны и зависят друг от друга в своем выживании и процветании.

Микоризные связи могут связывать несколько растений в функционирующую сеть. Когда растения производят больше сахаров, чем им нужно, они могут делиться ими с помощью этого взаимосвязанная корнево-грибковая сеть. Таким образом, они гарантируют, что все растения в сообществе имеют доступ к энергии, необходимой им для поддержания их роста.

Другими словами, эти связи выходят за пределы одного растения-хозяина и его грибкового партнера. Они создают общественные отношения и взаимозависимые сети растений и грибов. Факторы внешней среды, такие как количество света, доступного для фотосинтеза, и состав почвы вокруг растений, регулируют связи в этих сетях.

Микорижи также служат каналами связи. Ученые документально подтвердили, что растения передавать защитные химикаты, такие как вещества, которые способствуют устойчивости к насекомым-вредителям, другим растениям через грибковые сети. Эти соединения также позволяют растению, атакованному тлей или другими подобными вредителями, передавать соседним растениям сигнал о необходимости превентивно активировать собственные защитные реакции.

Микорижи - это живые сообщества корней растений и грибов, которые взаимно выигрывают от своих взаимоотношений.

Когда безопаснее держаться на расстоянии

Совместное использование ресурсов или информации, которые помогают другим растениям отражать опасность, является ценным примером силы взаимосвязанности и взаимозависимости в экосистемах растений. Иногда, однако, для выживания требуется отключение растений.

Когда экологические сигналы, такие как свет или питательные вещества, становятся настолько дефицитными, что растение-хозяин может производить достаточно сахара посредством фотосинтеза, чтобы поддерживать только свой собственный рост, оставаться активно взаимосвязанными в более крупной сети сообщества может быть опасно. В таких условиях растение-хозяин потеряет больше от совместного использования ограниченных запасов сахара, чем от сети в воде и питательных веществах.

В такие моменты растения могут ограничить микоризные связи и развитие ограничивая количество материалов, которыми они обмениваются со своими грибковыми партнерами, и избегая создания новых связей. Это форма физического дистанцирования, которая защищает способность растений поддерживать себя, когда у них ограниченные запасы энергии, чтобы они могли выжить в течение длительного времени.

Когда условия улучшаются, растения могут возобновить совместное использование со своими грибковыми партнерами и установить дополнительные связи и взаимозависимость. И снова они могут извлечь выгоду из обмена ресурсами и информацией об экосистеме с их обширными сообществами растений и грибов.

Признание родства и сотрудничества

Социальное дистанцирование - не единственная уловка, которую используют растения, чтобы пробиться в этом мире. Они также распознают родственные растения и соответствующим образом настраивают свои способности, чтобы делиться ими или соревноваться. Когда растения, связанные грибковой сетью, являются близкими генетическими родственниками, они делиться большим количеством сахара с грибами в этой сети чем они это делают, когда другие растения находятся в более отдаленном родстве.

Приоритет родственников может показаться нам очень знакомым. Люди, как и другие биологические организмы, часто вносят активный вклад в выживание своей семьи. Иногда люди говорят об этом, как о том, чтобы обеспечить сохранение «фамилии». Для растений, поддержка родственников это способ гарантировать, что они несут свои гены.

Растения также могут преобразовывать аспекты окружающей среды, чтобы лучше поддерживать свой рост. Иногда важные питательные вещества, присутствующие в почве, «заперты» в форме, которую растения не могут усвоить: например, железо может связываться с другими химическими веществами в формах, очень похожих на ржавчину. Когда это происходит, растения могут выделять из своих корней соединения, которые по существу растворяют эти питательные вещества в форме, которую растения можно легко использовать.

Таким образом растения могут трансформировать окружающую среду как индивидуально, так и коллективно. Корни растений могут расти в одном направлении в рамках совместного процесса, известного как роение это похоже на пчелиные стаи или стаи птиц. Такое скопление корней позволяет растениям выделять много химикатов в определенной области почвы, что высвобождает больше питательных веществ для использования растениями.

Деревья используют грибковые сети для отправки друг другу сообщений, а некоторые виды захватывают систему, чтобы саботировать своих соперников.

Лучше вместе

Такие поведения, как микоризный симбиоз, распознавание родства и совместная трансформация окружающей среды, предполагают, что в целом растения лучше вместе. Оставаясь в гармонии со своей внешней средой, растения могут определять, когда работать вместе и укреплять взаимозависимость лучше, чем действовать в одиночку.

Когда я размышляю об этих настраиваемых связях и взаимозависимости между растениями и грибами, я постоянно черпаю вдохновение, особенно в этот год пандемии. В постоянно меняющемся мире растения преподают людям всевозможные уроки независимости, взаимозависимости и поддержки друг друга.

Об авторе

Беронда Л. Монтгомери, Профессор биохимии и молекулярной биологии, микробиологии и молекулярной генетики; Временный помощник вице-президента по исследованиям и инновациям, Университет штата Мичиган

Книги по этой теме

Климатическая адаптация Финансы и инвестиции в Калифорнии

Джесси М. Кинэн
Эта книга служит руководством для местных органов власти и частных предприятий, поскольку они ориентируются в неисследованных водах инвестиций в адаптацию к изменению климата и устойчивость к ним. Эта книга служит не только справочным пособием для определения потенциальных источников финансирования, но и дорожной картой для процессов управления активами и государственными финансами. В нем подчеркивается практическое взаимодействие между механизмами финансирования, а также конфликты, которые могут возникнуть между различными интересами и стратегиями. В то время как основное внимание в этой работе уделяется штату Калифорния, эта книга предлагает более широкое понимание того, как штаты, местные органы власти и частные предприятия могут сделать эти важные первые шаги в инвестировании в коллективную адаптацию общества к изменению климата. Доступно на Amazon

Природные решения для адаптации к изменению климата в городских районах: связь между наукой, политикой и практикой

Надя Кабиш, Хорст Корн, Ютта Штадлер, Алетта Бонн
Эта книга в открытом доступе объединяет результаты исследований и опыт науки, политики и практики, чтобы подчеркнуть и обсудить важность основанных на природе решений для адаптации к изменению климата в городских районах. Особое внимание уделяется потенциалу природоохранных подходов в создании множественных выгод для общества.

В материалах экспертов представлены рекомендации по созданию синергии между текущими политическими процессами, научными программами и практическим осуществлением мер по изменению климата и охране природы в глобальных городских районах. Доступно на Amazon

Критический подход к адаптации к изменению климата: дискурсы, политика и практика

Силья Клепп, Либертад Чавес-Родригес
Этот отредактированный том объединяет критические исследования дискурсов, политики и практики адаптации к изменению климата с междисциплинарной точки зрения. Опираясь на примеры из таких стран, как Колумбия, Мексика, Канада, Германия, Россия, Танзания, Индонезия и острова Тихого океана, в главах описывается, как меры адаптации интерпретируются, трансформируются и применяются на низовом уровне и как эти меры меняются или мешают властные отношения, правовой плюрализм и местные (экологические) знания. В целом, книга бросает вызов установленным перспективам адаптации к изменению климата, принимая во внимание вопросы культурного разнообразия, экологической справедливости и прав человека, а также феминистский или межсекционный подход. Этот инновационный подход позволяет анализировать новые конфигурации знаний и власти, которые развиваются во имя адаптации к изменению климата. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.