06.11.2013

Растения поливают бактерии, чтобы те обеспечили их азотом

У гидравлического насоса растений, живущих в засушливых местах, есть ещё одна функция: с его помощью они обеспечивают влагой бактерии в верхних слоях почвы, чтобы те активнее переводили азот в доступную растениям форму.

Растения, которые вынуждены жить в засушливых местах, справляются с недостатком влаги с помощью так называемого гидравлического лифта, или насоса, когда вода, поднимаемая из глубоких слоёв почвы длинным стержневым корнем, выделяется наружу через боковые корни, лежащие в верхних, сухих слоях земли. Слаженная работа корней поддерживает постоянное гидравлическое давление, и вода может перейти из корневой системы в стебель, где её движение будет поддерживаться уже благодаря транспирации листьев.

Однако роль такого гидравлического насоса не сводится лишь к подъёму воды. Исследователи давно подозревали, что растения не зря напитывают водой верхние, сухие слои почвы: они таким образом оживляют жизнь местной микрофлоры. Но экспериментально подтвердить это удалось только сейчас.

В течение нескольких лет Джон Старк (John Stark) из Университета штата Юта (США) вместе с коллегами изучал жизнь растений в полынных степях вблизи озера Бэр на границе Юты и Айдахо. Биологов интересовало, что происходит с азотистыми соединениями, которые необходимы растениям, но недоступны для них без помощи бактерий.

Проследив за путешествиями изотопа ¹⁵N, учёные обнаружили, что гидравлические усилия растений полыни стимулировали активность почвенных микробов. Количество азота, которое растения впитывали из окружающей почвы благодаря почвенным бактериям, увеличивалось вдвое, достигая максимума к концу августа, когда полыни надо было сформировать семена и когда её потребности в азоте возрастали.

Причём, как подчёркивают авторы в журнале PNAS, эти микроорганизмы не были связаны с корнями растений никакими особыми симбиотическими отношениями.

То есть растения поливали посторонних им микробов в расчёте на то, что те, получив воду, оживят азотистый цикл в почве. И, как показали опыты, расчёт растений вполне себя оправдывал.

Хотя исследователи имели дело только с полынью, скорее всего, так поступают любые растения, которым выпало жить в засушливых местах. Эти результаты интересны и сами по себе, с точки зрения «общей экологии», однако учёные надеются, что их работа может пригодиться также тем, кто занимается сельским хозяйством.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru