Τα φυτά Fynbos κρατούν τη γη τους με τις πιο λεπτές ρίζες του κόσμου
März 1, 2022Ορισμένες ρίζες φυτών τραβούν μια γραμμή στην άμμο – κυριολεκτικά.
Στη Νότια Αφρική, μπορείτε να μετακινηθείτε ανάμεσα σε δροσερά, καταπράσινα δάση και ηλιόλουστες θαμνώνες με ένα μόνο βήμα. Αυτά τα στενά όρια μεταξύ δραματικά διαφορετικών οικοσυστημάτων διατηρούνται από τον έντονο ανταγωνισμό μεταξύ των ριζών των φυτών, προτείνει νέα έρευνα.
Το Fynbos – ένας τύπος θαμνώδους τόπου πλούσιου σε είδη που βρίσκεται μόνο στο νότιο άκρο της Αφρικής – έχει τις πιο λεπτές ρίζες με διαφορά οποιασδήποτε φυτικής κοινότητας στον κόσμο, αναφέρουν οι ερευνητές στην 1η Μαρτίου Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών. Αυτές οι ρίζες που καταβροχθίζουν τα θρεπτικά συστατικά, καθώς και ορισμένες προσαρμογές που ενθαρρύνουν τη φωτιά, βοηθούν στη μετατροπή των fynbos σε ένα αυστηρό βασίλειο όπου μόνο τα φυτά fynbos μπορούν να επιβιώσουν.
Ενδιαφερόμενοι για το ποιοι παράγοντες οργανώνουν τη φύση σε πολύ ευρεία κλίμακα, ο οικολόγος Lars Hedin και οι συνεργάτες του θέλησαν να εξετάσουν μέρη όπου οι περιβαλλοντικές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου μπορούν να ανατρέψουν το οικοσύστημα μεταξύ δύο διακριτών καταστάσεων.
Εισάγετε το fynbos. Είναι ένας χαμηλός, θαμνώδης βιότοπος που φιλοξενεί εντυπωσιακή ποικιλία φυτών: περισσότερα από 7.000 είδη, τα περισσότερα από τα οποία δεν βρίσκονται πουθενά αλλού στον κόσμο (SN: 24/8/2004).
«Είναι ένα από τα πιο χλωριδικά συστήματα βιοποικιλότητας στον κόσμο», λέει ο Hedin, από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. «Είναι ουσιαστικά τόσο ποικιλόμορφο όσο ένα τροπικό δάσος».
Αλλά ακριβώς δίπλα σε αυτήν την καυτή, γεμάτη λουλούδια χώρα των θαυμάτων – με το ίδιο κλίμα και την υποκείμενη γεωλογική σύνθεση – βρίσκεται το καταπράσινο αφρο-εύκρατο δάσος, που ανθίζει με ψηλά δέντρα και βρύα, αλλά λιγότερα είδη συνολικά.
«Το όριο είναι τόσο οξύ όσο ένα μέτρο. Είναι σαν μια δυαδική μετάβαση από το μηδέν προς ένα», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Mingzhen Lu, οικολόγος στο Ινστιτούτο Santa Fe στο Νέο Μεξικό. Αυτή είναι πολύ πιο στενή από τη ζώνη μετάβασης μεταξύ της σαβάνας και του τροπικού δάσους, λέει, η οποία μπορεί να συμβεί σε πολλά χιλιόμετρα.
Για να διερευνήσει τι κρύβεται πίσω από αυτά τα αιχμηρά σύνορα, η ομάδα συνέκρινε δείγματα ρίζας τόσο από fynbos όσο και από δασικά συστήματα. Διεξήγαγαν επίσης πειράματα μεταμοσχεύσεων, μεταφέροντας φυτά του δάσους της Αφρικής-εύκρατα στα φινμπό και παρακολουθώντας την ανάπτυξή τους για τέσσερα χρόνια. Οι ερευνητές κράτησαν τις ρίζες των φυτών fynbos μακριά από τις μεταμοσχεύσεις και χειρίστηκαν τα επίπεδα θρεπτικών συστατικών σε ορισμένα οικόπεδα για να αποκαλύψουν περιοριστικούς παράγοντες για τα φυτά του δάσους.
Όταν κρατήθηκαν μακριά από τις ρίζες του fynbos ή πρόσφεραν περισσότερο άζωτο, τα δασικά δέντρα αναπτύχθηκαν πέντε φορές πιο γρήγορα από εκείνα που αντιμετώπισαν ανταγωνισμό ή διατροφικά μειονεκτήματα, διαπίστωσε η ομάδα. Αυτό υποδηλώνει ότι τα φυτά fynbos διατηρούν την εισβολή στα φυτά μακριά, μονοπωλώντας την πρόσβαση σε θρεπτικά συστατικά.
Κάτω από την επιφάνεια, η ιστορία γίνεται ακόμα πιο ξεκάθαρη. Τα φυτά fynbos έχουν μακριές, λεπτές ρίζες που λειτουργούν σαν βλήματα που αναζητούν θρεπτικά συστατικά, περνώντας μέσα από το έδαφος όπου οι άλλες ρίζες δεν μπορούν να φτάσουν.
«Αυτό είναι ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα», λέει ο Hedin. «Αυτό είναι ένα υπόγειο όπλο».
Το διάμεσο πάχος του άκρου της ρίζας στην φυτική κοινότητα του fynbos είναι περίπου 0,1 χιλιοστά, ή περίπου το ένα τέταρτο έως το μισό πάχος από οποιοδήποτε άλλο ριζικό σύστημα στον κόσμο. «Οι πιο χοντρές ρίζες fynbos εξακολουθούν να είναι πιο λεπτές από τις πιο λεπτές [Afro-temperate] ρίζες του δάσους», λέει ο Lu.
Σε σύγκριση με τα φυτά του δάσους, οι ρίζες του fynbos είναι επίσης 10 φορές μεγαλύτερες. Ένα γραμμάριο ριζικού ιστού ορισμένων φυτών fynbos – περίπου η μάζα μιας πινέζας – μπορεί να εκτείνεται σε 15 μήκη γηπέδου ποδοσφαίρου.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το fynbos δημιουργεί «διατροφική δυστυχία» για κάθε φυτό nonfynbos, καθιστώντας το έδαφος γύρω από το θρεπτικό συστατικό fynbos φτωχό με τις υπερ-αποδοτικές ρίζες τους. Επίσης, μεγάλο ποσοστό θάμνων και χόρτων fynbos είναι ιδιαίτερα εύφλεκτα, καθιστώντας το οικοσύστημα επιρρεπές σε ιδιαίτερα έντονες πυρκαγιές. Οι πυρκαγιές καίνε τόσο καυτές που εξατμίζουν το άζωτο του εδάφους στον αέρα, απομακρύνοντας και αυτά τα θρεπτικά συστατικά από την περιοχή. Αντί να σχεδιάζουν το περιβάλλον τους για να ενισχύσουν τα επίπεδα θρεπτικών ουσιών, τα φυτά μπορεί να κάνουν το αντίθετο – σαμποτάροντας την παροχή θρεπτικών συστατικών – για να δώσουν το πάνω χέρι ενάντια στους επίδοξους καταπατητές.
«Μπορείτε να προσπαθήσετε να εισβάλετε, δεν θα έχετε ευκαιρία», λέει ο Hedin.
Τα σύνορα του δάσους Fynbos αμφιταλαντεύονται με τα χρόνια μεταξύ των κύκλων πυρκαγιάς, με το υγρό δάσος να σβήνει κυρίως τις φλόγες και το fynbos να διώχνει τελικά τους παραβάτες.
Μια από καιρό επικρατούσα ιδέα για τις μεγάλες οικολογικές κοινότητες, λέει ο Hedin, είναι ότι καθοδηγούνται σε μεγάλο βαθμό από μη ζωντανούς παράγοντες, όπως το κλίμα, η τοπογραφία και η γεωλογία, όπου οι οργανισμοί προσαρμόζονται σε τοπικές συνθήκες. Αλλά σε αυτή την περίπτωση – και ίσως σε άλλες – «εναλλακτικές σταθερές καταστάσεις» προκύπτουν από έναν πόλεμο που διεξάγεται μεταξύ των οργανισμών.
Τα ευρήματα δείχνουν πώς κομμάτια αυτού του παζλ – φωτιά, χαρακτηριστικά φυτών πάνω και κάτω από το έδαφος και ανατροφοδοτήσεις μεταξύ εδάφους και φυτού, για αρχή – φωτίζουν τις διαδικασίες πίσω από τη δημιουργία και τη διατήρηση των δύο συνυπάρχουσων ζωνών βλάστησης, λέει ο Gerlinde de Deyn, οικολόγος εδάφους. στο Wageningen University & Research στην Ολλανδία που δεν εμπλέκεται στην έρευνα.
Η λεπτότητα των φυτών fynbos είναι «εντυπωσιακή», λέει ο de Deyn, αλλά ο ρόλος των μυκήτων που σχετίζονται με τη ρίζα στο οικοσύστημα πρέπει να αντιμετωπιστεί. Αυτοί οι μύκητες συνήθως εμπλέκονται σε μεγάλο βαθμό στον κύκλο των θρεπτικών συστατικών του εδάφους και θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην αποτελεσματική πρόσληψη θρεπτικών συστατικών από τις ρίζες, αντί να το κάνουν οι ρίζες από μόνες τους.
Στο fynbos, μπορεί επίσης να υπάρχουν μαθήματα για το πώς τα χαρακτηριστικά της ρίζας βοηθούν ή εμποδίζουν την εξάπλωση των χωροκατακτητικών φυτών, λέει ο Lu.
