Atklājumi.lv

Kas augiem palīdzēja izplatīties visā pasaulē?

Prinstonas universitātes (ASV) zinātnieki sadarbībā ar Ķīnas Zinātņu akadēmijas pētniekiem nākuši klajā ar jaunu augu evolūcijas teoriju, kas apgalvo, ka par to, ka augi izplatījušies visā pasaulē, tai skaitā arī mazauglīgajos rajonos, jāpateicas, nevis to virszemes pielāgojumiem, bet zem zemes slēpto augu daļu evolūcijai – augu saknēm.

Līdzšinējos pētījumos noskaidrots, ka mūsdienu augu izplatība sākusies no tropiskajiem apgabaliem, kam raksturīgas auglīgas, barības vielām bagātas augsnes.

Kā nākas, ka augi spēja “pārcelties” no labvēlīgajiem augšanas apstākļiem uz vietām ar nabadzīgām augsnēm, piemēram, tuksnešiem? Tas ir jautājums, uz kuru atbildes meklējuši daudzi dabas pētnieki.

ASV un Ķīnas zinātnieki jaunā pētījumā, kas publicēts žurnālā “Nature” apgalvo, ka par augu izplatīšanos mazauglīgajos pasaules reģionos mums jāpateicas to saknēm – evolūcijas gaitā, augu sakņu sistēma attīstījusi spēju kļūt plašākai un sašaurināt sakņu galus, tā palīdzot augiem arī nabadzīgās augsnēs atrast izdzīvošanai nepieciešamās barības vielas. Vēl, pētniekuprāt, nozīmīgu lomu augu spējā pārceļot arī uz dzīvībai nelabvēlīgākiem apstākļiem, spēlēja sēņu un augu simbiozes jeb mikoriza nozīmes mazināšanās. Mikoriza ir sēņu un augu t.s. mutuāliskas attiecības (abiem organismiem labvēlīgas attiecības), kurās sēņu hifas kolonizē auga saknes un piegādā tam minerālvielas un ūdeni, savukārt augs sēni nodrošina ar oglekli. Īpaši plaši mikoriza raksturīga tropisko apgabalu augiem.

Kā norādījuši pētījuma autori, agrākos floras izplatības pētījumos zinātnieki galvenokārt koncentrējušies uz augu virszemes daļām. Viens no pētījuma autoriem, Lars Hedins (Lars Hedin) no Prinstonas universitātes, norādījis, ka jaunais pētījums parāda, ka tieši auga sakņu diametrs un simbioze ar sēnēm (vai tās neesamība) visprecīzāk raksturo augu sabiedrības dažādos biomos.

“Mūsu mērķis bija saprast slepenās stratēģijas, ko augu izmantojuši, lai pārņemtu pasauli, un šķiet, ka mums izdevies izveidot jaunu, globālu teoriju par augu evolūciju. Teorija parāda, ka pastāv ne tikai virszemes, bet arī pazemes noteikumi, pēc kuriem augi izplatās un izdzīvo,” komentējis Hedins.

Pētnieki norādījuši, ka atklātā sakņu nozīme augu izplatībā ir nozīmīga arī augu aizsardzībā un pētījumos, kuru mērķis ir paredzēt pārmaiņas, ko piedzīvos augi klimata izmaiņu rezultātā.

Divus gadus ilgajā pētījumā zinātnieki izpētīja 369 dažādu augu sugu sakņu īpašības. Sugas bija piederīgas 7 dažādiem biomiem. Tika pētīti tuksnešu, zālāju, boreāliem, kā arī Vidusjūras, tropu un subtropu klimatam raksturīgie augi. Pētījumā izmantotie dati bija tik plaši, ka datu bāzi Ķīnas Zinātņu akadēmijas pētnieki veidojuši veselus 10 gadus.

Pētot sakņu sistēmas īpatnības, par kurām uzkrāta informācija plašajā datu bāzē, zinātnieki secināja, ka tropu un subtropu augiem ir vislielākais sakņu galu diametrs (sakņu gali atbildīgi par barības vielu uzņemšanu) – tas variēja no 0,25 mm līdz 1 mm. Augi ar resnajām saknēm pārstāv stratēģiju, ko pētnieki nodēvējuši par “konservatīvo izdzīvošanas stratēģiju” – augi paļaujas uz augsnē plaši sastopamo sēņu spējām piegādāt barības vielas, un bez tām izdzīvot nespēj. Bagātīgās augsnes arīdzan uzskatāmas par vienu no “paredzamākajām” augšanas vidēm, līdz ar to augiem nav nepieciešams pielāgoties iespējamiem traucējumiem.

Augšanas apstākļos, kam raksturīgas nabadzīgas augsnes, aukstas ziema un neregulāri nokrišņi, augiem sakņu galu diametrs bija mazāks par 0,25 mm. Mazais sakņu diametrs dod iespēju efektīvāk iegūt barības vielas (skābekli) no katras augsnes vienības, ko augs var sasniegt. Šie augi mazāk atkarīgi arī no mijiedarbības ar sēnēm.

Jaunais atklājums atbalsta arī Prinstonā izstrādāto teoriju, ka augs ir nevis pasīva vides sastāvdaļa, bet gan organisms, kas aktīvi adaptējas pieejamai videi.

“Evolūcijas laikā augi ir aktīvi meklējuši labākās stratēģijas savai izdzīvošanai. Mums izdevās saprast, kā evolūcijas jautājumus apskatīt no augu perspektīvas. Šis pētījums bija lieliska iespēja kombinēt jaunas idejas ar gadiem ilgā, grūtā darbā ievāktiem lauku datiem, kā rezultātā ieguvām lielisku iznākumu!” savu prieku neslēpj Hedins.

Avots:

princeton.edu

Attēls:

pexels.com

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.