Как растения с соседями воюют

Растения, к сожалению, соседей не выбирают. Зато, как выяснил доктор Ариэль Новопланский (Ariel Novoplansky) из Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Ben-Gurion University of the Negev), они выбирают отношение к соседям. В любую минуту по малейшему требованию своего координационного центра растение может развернуть военные действия. Или же, наоборот, оценив свои возможности и превосходящую мощь противника, избежать конфликта. Возможен и третий вариант -- смиренно принимать удары сильного соседа, не сдавая, правда, при этом своих позиций.

Оценить возможности противника...

Как говорит доктор Новопланский, правильность выбранной тактики в конкурентной борьбе зависит прежде всего от достоверности полученной о противнике информации и правильной ее оценки. Растению приходится обрабатывать миллиарды сигналов и принимать единственно правильное решение. Более того, важно еще и точно рассчитать нужное время для требуемых маневров.

Ученые считают, что отвечает за разведку система фитохромов, фиксирующая ближний и дальний красный свет. Она замечает всех соседей и их мощность, а затем уже сигналы поступают в координационные центры роста. Там одним органам оказывается предпочтение -- они начинают расти, а другие, наоборот, оказываются в немилости -- ресурсы просто перестают им поставляться.

...и уничтожить

В арсенал самых конкурентоспособных видов растений, которые определенно решили вступить в войну с соседями, входит аллелопатия -- химическое оружие, вытесняющее конкурента с территории. Правда, в этом случае есть опасность пострадать и самому нападающему. Кроме того, энергетически производство ядовитых веществ обходится растению довольно дорого. Вторая стратегия, к которой прибегают сильные виды, -- захват ресурса.

Инвестиции в будущее

Интересно, добавляет доктор Новопланский, что растения могут предсказывать развитие своих конкурентных отношений с соседями. Например, молодые поросли небольшого пустынного растения склеропогона коротколистного (Scleropogon brevifolius), если растут в соседстве с молодыми растениями другого вида злаков -- Scleropogon airoides, начинают интенсивно вкладывать практически все доступные ресурсы в рост корней, хотя это сильно замедляет рост самого растения. Зато в будущем склеропогон коротколистный уже не испытывает никаких трудностей, ведь конкурент погиб. Если этот предусмотрительный злак растет в одиночестве, добавляет доктор Новопланский, тогда с одинаковой скоростью развиваются и надземные органы, и корни.

Простая хитрость

Не до конца уверенные в своих силах виды растений избегают конкуренции. Правда, действуют они хитростью: захватывают большие территории, где конкурентов вообще нет. Получается, что они становятся такими успешными не благодаря своей силе, а просто растут в таких местах, где другие виды существовать не могут. Часто такие ситуации возникают после пожаров или на нарушенных человеком территориях.

Еще один пример избегания конкуренции возникает, когда листья одного растения испытывают одинаковую потребность в свете. Например, Psychotria limonensis по мере своего роста ориентирует листья так, чтобы каждому листочку хватило света. При этом, объясняет доктор Новопланский, по отношению к соседям растение ведет себя достаточно бесцеремонно, совершенно не заботясь об их благополучии, и постепенно вытесняет их.

У многих растений, например у пинанги венечной (Pinanga coronata), по мере роста листьев черешок удлиняется все дальше и дальше от стебля, тем самым давая возможность всем листьям получать достаточное количество света. Внешний результат применения такой тактики не так эффектен, как предыдущий, -- для таких растений характерны асимметричный рост, вытянутый и изогнутый стебель.

Мудрое решение

И наконец, последняя альтернатива -- смиренное терпение. В этой ситуации, говорит доктор Новопланский, растение полагается только на свои возможности. Поведение растения в данном случае настолько деликатно, что интересы других никак не затрагиваются. Правда, при этом растение не сдает и свои позиции. Хотя площадь листьев у таких растений сокращается, зато в них увеличивается число хлоропластов -- органелл, в которых происходит фотосинтез. Их внутренняя структура перестраивается так, чтобы увеличить эффективность использования света. Сокращаются до предела затраты на транспирацию и дыхание.

Профессор Новопланский считает, что пока рано говорить о создании целой теории, объясняющей все нюансы взаимодействия комплекса фитохромов и ответных реакций растений. Ее еще разрабатывать и разрабатывать.

А предварительные результаты исследований доктора Новопланского можно найти в майском номере журнала Plant, Cell and Environment.