Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойБиология«Листья-зомби»: ученые обнаружили, что уникальный вид древовидного папоротника бросает вызов смерти

«Листья-зомби»: ученые обнаружили, что уникальный вид древовидного папоротника бросает вызов смерти

- Advertisement -

Другие растения, в том числе некоторые папоротники, выпускают листья или побеги, которые касаются земли и прорастают корни, поддерживая новое растение. Но панамский древовидный папоротник, Циатея роджасиана, меняет конфигурацию своих «листьев-зомби», меняя направление потока воды, чтобы вернуть питательные вещества обратно в растение. Фото: графика Камилы Пизано, цвет Майкла Винсента.

Биологи растений обнаружили, что уникальный разновидность Древовидный папоротник, встречающийся исключительно в Панаме, обладает способностью регенерировать отмершие листья в корнеподобные структуры. Этот папоротник, известный как Циатея роджасианатрансформирует эти «листья-зомби», изменяя направление потока воды, позволяя им поглощать питательные вещества обратно в основное растение.

Это странное явление происходит только после того, как листья отмирают и опадают на землю, говорит профессор биологии растений Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне Джеймс Даллинг, который сделал открытие вместе со своей командой, изучая другое растение в панамском лесном заповеднике. Даллинг заметил, что листья прочно укоренились в почве и пустили сеть корешков. Лабораторные тесты показали, что листья зомби вытягивают азот из почвы.

Даже после того, как они превратились в корни, увядшие листья выглядят как разложившееся растительное вещество, и, вероятно, поэтому поколения биологов-растений не заметили, что они выполняют задачу по поддержанию жизни, сказал Даллинг.

«Это действительно новое перепрофилирование тканей. И это отличается от того, что, как мы знаем, делают другие папоротники», — сказал он.

Уникальность циатеи рожазианской

По его словам, другие растения, в том числе некоторые папоротники, выпускают листья или побеги, которые касаются земли и прорастают корни, чтобы поддержать новое растение. Но о реконфигурации мертвой ткани для питания исходного растения никогда не сообщалось. Новые результаты подробно описаны в журнале. Экология.

К. рожасиана принадлежит к древней линии древовидных папоротников, восходящей к юрский период период, сказал Даллинг. Листья-зомби, скорее всего, являются адаптацией к бедным питательными веществами вулканическим почвам.

Геологический и экологический контекст

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

Профессор биологии растений Университета Иллинойса Урбана-Шампейн Джеймс Даллинг и его коллеги обнаружили, что некоторые древовидные папоротники перерабатывают свои мертвые листья в корни. Исследователи называют эти перепрофилированные листья «листьями зомби». Кредит: Фред Цвикки

Пятнистость растительности означает, что питательные вещества в почве также распределяются неравномерно.

«И поэтому древовидные папоротники, похоже, выставляют щупальца, чтобы опробовать окружающую почву», — сказал Даллинг. «Они могут получить образец более широкого спектра питательных веществ при том же количестве корешков, чем если бы они просто разослали одну корневую структуру по всему папоротнику. Я думаю, что все дело в экономике того, как они используют ресурсы в неоднородной среде».

Древовидные папоротники также растут очень медленно.

«Они, вероятно, выпускают один или два листа в год, и поэтому прибавляют порядка нескольких сантиметров в высоту в год», — сказал Даллинг.

Это означает, что каждая ветвь — это основное вложение ресурсов, которые растение повторно использует после отмирания листа. Медленный рост также означает, что древовидный папоротник достаточно короткий и, когда его листья отмирают, они опускаются до самой земли. По словам Даллинга, деревья достигают максимальной высоты около двух метров.

Это открытие является «еще одним примером необычайного разнообразия адаптаций растений, существующих в условиях скудных ресурсов», — сказал он.

Ссылка: «Листья-зомби: новое назначение стареющих листьев древовидного папоротника Cyathea rojasiana в тропическом горном лесу» Джеймса В. Даллинга, Эвиделио Гарсиа, Карлоса Эспинозы, Камилы Пизано, Астрид Феррер и Джессики Лира Виана, 18 января 2024 г., Экология.
DOI: 10.1002/ecy.4248

Даллинг также является научным сотрудником Смитсоновского института тропических исследований в Панаме.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме