Ученые из Лейденского университета (Нидерланды) обнаружили, что растения сильно зависят от своих соседей, причем не только над землей, но и через скрытые сети в почве. Открытие ставит под сомнение устоявшиеся представления о том, как растения формируют свою среду обитания, и могут помочь улучшить устойчивое сельское хозяйство.
Чтобы проверить свои идеи, команда провела масштабные эксперименты. Концепция была проста: выращивать растения в почве, измерять количество микробов в ней, а затем добавлять по соседству растение, чтобы посмотреть, что изменится. Таким образом было добавлено около тысячи растений. Каждое растение нужно было вырастить, измерить вручную и проанализировать его микробиом — это потребовало нескольких лет работы.
Растения, растущие поодиночке, как и предполагалось, сильно влияют на микробное сообщество вокруг своих корней. Но это влияние резко ослабевало, когда рядом есть соседнее растение. За бактерии в почве растение отвечает примерно в 70% случаев. В присутствии соседа этот показатель снижается примерно до 20%. Другими словами, соседние растения могут изменить состав микробов примерно наполовину.
В ходе исследования также изучалось так называемое «наследие» почвы — долгосрочные последствия, которые растения оставляют после себя. Даже когда растение исчезает, эти изменения остаются. Интересно, что бактерии и грибы ведут себя по‑разному. Бактерии быстро реагируют и так же быстро меняются, в то время как грибы растут медленно и играют более важную роль в долгосрочных процессах.
Полученные данные также ставят под сомнение идею о том, что растения в основном конкурируют только друг с другом. Растения выделяют в почву сахара и химические вещества, которые служат пищей для микробов. В совокупности разные виды могут создать более благоприятную среду и образовать оптимальную комбинацию.
Результаты эксперимента могут иметь большое значение для сельского хозяйства, так как смешанные пастбища без удобрений могут давать такой же урожай, как и монокультуры, получающие большое количество удобрений. Прогнозирование взаимодействия растений может помочь фермерам выбирать более удачные сочетания культур, повышать урожайность и сокращать использование удобрений.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что исследование раскрыло закономерности распространения инвазивных трав.
