Тропический древовидный папоротник научился использовать свои мертвые листья

Свои опавшие листья превращать в корневые структуры, которые питают материнское растение, научился в процессе эволюции папоротник Cyathea rojasiana. Это открытие сделали ботаники Иллинойского университета в Урбана-Шампейне, США, 29 января сообщает пресс-служба вуза.

Вид древовидного папоротника Cyathea rojasiana встречается только в Панаме. Он способен реанимировать свои отмершие листья, которые при этом, превращаясь в корни, начинают возвращать накопленные ими питательные вещества обратно в материнское растение.

Это открытие сделал в панамском лесном заповеднике вместе со своей командой профессор биологии растений Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне Джеймс Даллинг во время изучения другого растения.

О результатах исследования этого вида ученые сообщили в статье «Листья-зомби: новое использование отмерших листьев древовидного папоротника Cyathea rojasiana в тропическом горном лесу», опубликованной в Бюллетене Экологического общества Америки (ESA).

Открытое ими необычное явление происходит после того, как листья отмирают и опадают на землю, позже они прочно укореняются в почве, выпустив множество маленьких корешков, а проведенные в лаборатории тесты показали, что листья-зомби вытягивают азот из почвы.

При этом, хотя фактически они превратились в корни, листья на вид напоминают разложившееся растительное вещество, и, видимо, из-за этого биологи не одну сотню лет не замечали, что опавшие листья выполняют задачу по поддержанию жизни материнского растения, пояснил Даллинг.

«Это действительно новый способ использовать материал листьев. И он отличается от всего того, что, как мы знаем, делают другие папоротники», — сказал ученый.

Другие растения, в том числе и некоторые папоротники, выпускают длинные листья или побеги, которые, касаясь земли, прорастают корнями, образуя новое растение. Но о подобной реконфигурации мертвой ткани для питания материнского растения никогда ранее не сообщалось.

Даллинг рассказал, что вид C. rojasiana принадлежит к древней линии древовидных папоротников, восходящей еще к юрскому периоду (период, длившийся с конца триасового периода 201,4 млн лет назад до начала мелового периода, приблизительно 145 млн лет назад). А использование листьев-зомби стало приспособлением растения к бедным питательными веществами вулканическим почвам Панамы.

«Панама — это сухопутный мост между Северной и Южной Америкой, который 7 млн лет назад образовался из архипелага островов, и эти острова являются результатом вулканической активности в прошлом, — рассказал ученый. — _На одном участке, который мы обнаружили, слой вулканического пепла глубиной в несколько метров выглядит как песок, который можно увидеть на песчаном пляже. Растения, которые там растут, отличаются от тех, что мы находим в других местах этого лесного заповедника».

Неоднородность растительного покрова там, где растут эти папоротники, означает, что питательные вещества в почве также распределяются неравномерно. «И поэтому древовидные папоротники как бы выставляют „щупальца“, чтобы взять пробы окружающей почвы», — предположил Даллинг.

Древовидные папоротники растут очень медленно. «Они, вероятно, выпускают один или два листа в год, и поэтому прибавляют лишь несколько сантиметров в высоту за год», — указал Даллинг. Поэтому каждая ветвь становится вложением ресурсов, которые растение будет повторно использовать после отмирания листа.

Медленный рост также означает, что древовидный папоротник вырастает довольно низким — дерево достигает максимальной высоты порядка двух метров, поэтому, когда его листья отмирают, они падают на землю, отметил он.

Это открытие является «еще одним примером необычайного разнообразия адаптаций растений, живущих в условиях скудных ресурсов», — отметил Даллинг.