Как растения проникают в камни

Нет почвы? Без проблем. Некоторые травянистые кустарники, обитающие в скалистых горах Бразилии, используют корни, покрытые тонкими волосками, и кислоты для растворения камней и извлечения необходимого питательного фосфора. Открытие, опубликованное в британском научном журнале Functional Ecology помогает объяснить, как разнообразные растения могут выживать в бедных условиях.

“В то время как большинство людей склонны рассматривать среду с низким содержанием питательных веществ как менее разнообразную, на самом деле она очень разнообразна, потому что растения используют различные способы получения питательных веществ”, - говорит соавтор Патрисия де Бритто Коста, эколог растений из Университета Кампинаса в Бразилии. Она и другие коллеги из Бразилии и Австралии исследовали, как регионы с преимущественно скалистой почвой составляющей всего 1% территории страны, могут поддерживать более 5000 видов растений (15% разнообразия растений Бразилии). Причем некоторые растения умудряются выживать на каменистых участках вообще без почвы.

Исследователи использовали долота и молотки, чтобы выкопать растения. Они обнаружили корни, врастающие в камни глубиной не менее 10 сантиметров. Микроскопический и химический анализ 30 образцов двух видов травянистых растений, обитающих на кварцитовых породах — Barbacenia tomentosa и B. macrantha, оба из семейства Веллозиевые (лат. Velloziaceae), — выявил специализированные сегменты плотно упакованных волосков сразу за кончиком корня. Корни выделяют яблочную и лимонную кислоты, вероятно, из тонких волосков, которые растворяют породы и выделяют фосфаты, которые затем поглощаются корнями для получения питательного фосфора. Микроскопические снимки показывают, что корни сами прокладывают себе путь в скалах, а не растут вдоль трещин. Ученые назвали эти структуры веллозиоидными корнями в честь названия семейства растений.

Эти корни, обнаруженные пока только у этих двух видов, являются первыми известными для растворения горных пород. Растения, живущие в других бедных фосфором средах по всему миру, развили либо кластерные корни, либо паукообразные корни с плотными корневыми волосками и кислотными выделениями для сбора фосфора из бедных почв и песка, но не из настоящих пород. Веллозиоидные корни используют ту же стратегию совершенно по-новому, растворяя камни и образуя новый субстрат.

Дальнейшие исследования веллозиоидных корней могут однажды помочь в создании более эффективных сельскохозяйственных и декоративных культур способных расти на каменистых или песчаных почвах.