Как орхидея изменила почвенному грибку с древесным
Некоторые орхидеи ведут себя, как растения-паразиты. Они отказываются от собственного фотосинтеза и «эксплуатируют» своих симбионтов — почвенные грибки. Но ботаники из Университета Кобе заметили еще более странное: некоторые орхидеи отказываются от своих почвенных симбионтов и переключаются на древесные грибки.
Работа опубликована в журнале The Plant Journal.
Большинство видов орхидей находятся в симбиотических отношениях с природными грибками, растущими в их корнях. Растения обеспечивают грибки сахаром в процессе фотосинтеза и получают от грибков важную воду и минералы. Однако некоторые из орхидей вообще прекратили фотосинтез и питаются только грибками.
«Меня всегда интриговало, как орхидеи становятся паразитами», — говорит Кенджи Суэцугу, соавтор исследования, ботаник из Университета Кобе в Японии. — «Зачем растению отказываться от фотосинтеза и "воровать" у грибков?»
Капризная орхидея Oreorchis patens
В своем исследовании команда изучала вид Oreorchis patens. Этот вид распространен в восточной Азии. Oreorchis patens считается частичным паразитом. Растение может производить собственную пищу, но при этом до половины своего пищевого бюджета получает от грибков. Иногда у него вырастают странные корневища коралловой формы. По словам Суэцугу, эта особенность чаще встречается у орхидей, которые полностью полагаются на грибки.
С июня 2010 года по ноябрь 2021 года команда провела полевые работы в трех лесах умеренной зоны, в каждом из которых было обнаружено более 100 зрелых особей Oreorchis patens. Большинство растений располагалось рядом с бревнами, гниющими на лесной подстилке.
Команда обнаружила, что если орхидея растет рядом с гнилой древесиной, она переключается от своих традиционных грибковых симбионтов на грибки, разлагающие древесину. Это изменение значительно увеличивает количество питательных веществ, которые орхидея получает из нового источника, но она не останавливает свой фотосинтез. Такие растения часто бывают крупнее и дают больше цветов.
«Эти орхидеи не просто замещают сократившийся фотосинтез, они увеличивают общий бюджет питательных веществ», — говорит Суэцугу.
Однако вопрос о том, почему менее 10% орхидей демонстрируют такое поведение, остается без ответа. Вероятно, это связано с тем, что подходящие грибки встречаются только на гниющей древесине и на определенных стадиях разложения. Таким образом, орхидеи меняют свое поведение только тогда, когда они могут, а не тогда, когда им это необходимо.
Ученые надеются разобраться, что заставляет орхидеи развивать кораллоподобные корневища и влияют ли факторы окружающей среды на количество питательных веществ, которые растения получают от грибов.