Деревья-«многоженцы»: как союз с грибами спасает леса от засухи

В тишине леса разворачивается невидимая драма сотрудничества и выживания. Деревья, несмотря на свои могучие корневые системы, часто не могут в одиночку добыть достаточно воды и питательных веществ из почвы. На протяжении миллионов лет эволюции они выработали гениальное решение — симбиоз с грибами. Эта микоризная грибница оплетает корни или даже проникает в их клетки, образуя взаимовыгодный, хоть и лишенный романтики, «брак по расчету». Дерево делится с грибом сахаром, полученным в ходе фотосинтеза, а взамен получает жизненно важные элементы, такие как фосфаты, нитраты и, конечно, воду.

Недавнее исследование, проведенное учеными из Цюрихского университета (UZH) и института Agroscope на основе данных о более чем 400 видах деревьев по всему миру, показало, что некоторые растения вывели это партнерство на новый уровень. В то время как большинство деревьев вступают в союз лишь с одним типом грибов, нашлись и настоящие «многоженцы». «Некоторые древесные растения образуют альянс одновременно с двумя типами грибов», — отмечает Идо Рог с факультета биологии растений и микроорганизмов UZH.

Такое «двоебрачие» оказалось ключом к повышенной жизнестойкости. Деревья с двойным симбиозом гораздо лучше переносят засуху и нехватку питательных веществ в почве. «Благодаря этому они способны колонизировать гораздо более обширные территории, чем виды, сотрудничающие только с одним типом грибов», — говорит ведущий автор исследования Идо Рог. Эта способность позволяет им занимать широчайшие экологические ниши, от сухих степей до бедных почв, независимо от их эволюционной истории.

Механизм этого преимущества прост и эффективен. Наличие двух разных грибных партнеров диверсифицирует каналы поступления ресурсов. Разные типы грибов по-разному осваивают почву, что позволяет корневой системе получать доступ к питательным веществам и влаге из более обширного профиля и приспосабливаться к разнообразным свойствам грунта. Это значительно расширяет возможности дерева по адаптации к суровым условиям.

«Наши выводы показывают, что полигамия с двумя видами грибов послужила для деревьев стратегией адаптации к более сложным условиям окружающей среды, позволив им осваивать бедные питательными веществами ниши и выживать в суровом климате», — подчеркивает профессор UZH Марсель ван дер Хейден. Исследователи обнаружили, что распространение деревьев с двойным симбиозом гораздо более выражено именно в засушливых регионах по сравнению с влажными.

Это знание имеет огромное практическое значение для лесного хозяйства в эпоху глобального потепления. По словам ван дер Хейдена, в будущем можно целенаправленно выбирать для лесовосстановления именно те виды деревьев, которые способны на двойной союз с грибами. Такие растения с большей вероятностью справятся с последствиями изменения климата и смогут успешно расти в зонах, которые становятся все более засушливыми.