Лесная сеть: Как деревья, грибы, почва и животные поддерживают друг друга
- -
- 100%
- +
Вторая ошибка — считать, что крупное дерево обязательно сильнее и эффективнее. Большая крона перехватывает больше света, но требует много воды и несёт большие расходы на дыхание и поддержание тканей. В засуху меньшая листовая поверхность может оказаться преимуществом.
Третья ошибка — принимать зелёную массу за чистую прибыль. Растение может наращивать листья, одновременно расходуя запасённый углерод. Зелёный цвет показывает наличие фотосинтетического аппарата, но не говорит, превышает ли текущая фиксация углерода совокупные затраты.
Четвёртая ошибка — называть любое совместное существование сотрудничеством. Два вида могут жить рядом, потому что используют разные ярусы или временно расходятся по сезонам. Это разделение ниш, а не обязательно обмен ресурсами. Если один вид затеняет другой, но подстилка поддерживает влажность, итог может включать и конкуренцию, и косвенную выгоду.
Пятая ошибка — считать, что вода в почве полностью доступна. Часть воды удерживается слишком сильно, часть находится в недоступных порах, а часть быстро уходит вниз. В жару растение может испытывать водный стресс, хотя почва ещё кажется влажной. Доступность определяется не только объёмом воды, но и силой её удержания, глубиной корней, температурой и состоянием проводящих тканей.
Шестая ошибка — переносить результат одного дня на весь лес. После дождя дерево может активно открывать устьица и наращивать фотосинтез. Через неделю жары тот же участок будет работать иначе. Лесные связи нужно описывать как процессы, а не как раз и навсегда установленные договорённости.
Проверка реальности на прогулке
На знакомом участке можно провести мысленный анализ и без приборов. Выберите дерево на краю просвета или у дорожки, где изменены освещённость и движение воздуха. Сначала опишите его положение: верхний ярус, край кроны, тень или открытое место. Затем назовите главный доступный ресурс и главный риск.
Если дерево стоит в просвете, спросите: увеличился ли свет одновременно с испарением? Если под ним плотная подстилка, может ли она сохранять влагу? Если рядом растёт молодняк, конкурирует ли он за воду или использует другой слой почвы? Если видны сухие листья, повреждённые ветви или ранний листопад, какие расходы могли стать слишком высокими?
Не нужно сразу отвечать: «дерево помогает» или «дерево подавляет». Сначала мысленно составьте две группы: входы и расходы.
К входам относятся свет, вода, углекислый газ, минеральные вещества и доступное пространство.
К расходам относятся дыхание, рост листьев и древесины, развитие корней, защита, ремонт, размножение и поддержание проводящих тканей.
Затем определите, что изменилось после дождя, в тени, на краю просвета или во время жары. Такая проверка приучает видеть лес не как собрание намерений, а как систему с ограниченным бюджетом.
Цена любой связи
Дерево не обязано «выбирать» между конкуренцией и сотрудничеством. Оно распределяет ресурсы между процессами, а последствия этого распределения проявляются для других организмов. Если корни получают больше углерода, они могут активнее расти и поглощать воду, но на ствол и размножение останется меньше. Если дерево формирует большую крону, оно перехватывает больше света, но повышает водный спрос. Если опад быстро разлагается, почва получает доступные соединения, но углерод быстрее возвращается в атмосферу с дыханием разлагателей.
Такая картина не превращает лес в холодную машину. Она делает его наблюдаемым. Вместо неясного утверждения «лес заботится о своих деревьях» появляется цепочка: крона изменила освещённость, подстилка повлияла на испарение, корни использовали общий слой влаги, температура воздействовала на устьица, фотосинтез снизился, а углерод перераспределился между поддержанием тканей и ростом.
Граница между сотрудничеством и конкуренцией проходит не между «добрыми» и «вредными» видами. Она проходит через условия, ресурс и цену обмена. Один и тот же процесс может снижать стресс для одного участника и усиливать его для другого, помогать весной и мешать летом, поддерживать влажность почвы и одновременно отнимать воду корнями.
Следующая глава приблизит нас к одному из самых часто неправильно описываемых потоков, обмену между деревом и грибом. Чтобы не превратить микоризу в красивую легенду о подземной взаимопомощи, придётся снова спросить: что именно переходит между партнёрами, по какому пути, в каких условиях и какой ценой.
Микориза без мифов
«Лесной интернет» — удачная фраза для первого впечатления, но плохая замена объяснению. Она помогает представить сеть тонких грибных нитей между корнями, однако незаметно добавляет к картине лишнее: будто сеть создана для общения, знает, кому помочь, и равномерно распределяет ресурсы между всеми участниками. Научное утверждение устроено строже: определённый гриб может соединять корни определённых растений, перемещать некоторые вещества и менять состояние корня, но только в конкретных условиях.
Дерево в лесу действительно живёт не отдельно от грибов, почвы и соседних растений. Однако прежние выводы этой книги требуют здесь особой дисциплины. Грибная связь не отменяет цену углерода, дефицит воды, конкуренцию и следы прошлого, сохранившиеся в почве. Чтобы понять, помогает ли микориза, нужно рассматривать не красивую сеть, а поток: кто с кем связан, что именно перемещается, каким способом это измерили и что в итоге получил каждый участник.
Метафора и проверяемое утверждение
Микоризой называют устойчивое взаимодействие гриба с живым корнем растения, при котором гриб получает от растения органические соединения, а растение может получать от гриба воду и минеральные элементы. Слово «может» здесь не случайно. Микоризное взаимодействие не гарантирует одинаковой выгоды во всех почвах, для всех видов и на каждом этапе жизни дерева.
Первый фильтр выглядит так.
Если утверждение звучит как «грибы соединяют деревья», нужно спросить: какие именно грибы и какие именно деревья? Если сказано, что «грибная сеть передаёт углерод», следует уточнить: углерод в какой форме, от какого растения к какому, в каком количестве и за какой промежуток времени? Если обещают «поддержку слабого дерева», нужно проверить, что именно означает поддержка: больше азота в листьях, более высокий фотосинтез, ускоренный рост, способность пережить засуху или увеличение числа семян.
Без этих уточнений одно и то же слово «связь» может обозначать четыре разных явления:
1. Корень просто колонизирован грибом.
2. Грибные нити физически соединяют несколько корней.
3. Между участниками действительно перемещается вещество.
4. Получатель получает от этого измеримую пользу, которая меняет его рост, устойчивость или размножение.
Каждый следующий пункт требует более сильных доказательств. Наличие грибных нитей ещё не доказывает перенос ресурсов. Обнаружение вещества у соседнего растения не доказывает, что оно пришло именно по грибнице. Сам факт переноса не доказывает, что его объём имел значение для жизни растения.
Главные типы микоризы
Самая известная в разговорах о лесной сети — эктомикориза. Её образуют многие грибы, связанные с сосной, елью, лиственницей, берёзой, дубом и другими деревьями. Гриб оплетает тонкие корни плотной оболочкой, а его гифы проникают между клетками наружных тканей, формируя сеть обмена. Внутрь самих клеток корня гифы при этом обычно не входят.
Такая конструкция увеличивает площадь контакта с почвой. Грибница может проникать в мелкие поры, куда крупному корню добраться трудно. Некоторые эктомикоризные грибы выделяют ферменты, высвобождающие азот и фосфор из органического вещества, но эта способность зависит от вида гриба, состава подстилки, кислотности и других условий. Слово «гриб» здесь обозначает не одну функцию, а множество разных стратегий.
Другой крупный тип — арбускулярная микориза. Её образуют грибы, чьи гифы входят в клетки коры корня и формируют внутри них разветвлённые структуры — арбускулы. Именно в области арбускул происходит обмен между растением и грибом. Такой тип широко распространён у трав, кустарников и многих деревьев, в том числе у пород, которые не образуют эктомикоризу.
Различие не сводится к внешнему виду корня. Эктомикоризные грибы и грибы арбускулярной микоризы отличаются устройством симбиоза, кругом хозяев, способом получения питательных элементов и реакцией на почву. Поэтому нельзя переносить вывод, полученный на сеянцах сосны с эктомикоризным грибом, на липу с арбускулярной микоризой или на кустарник из семейства вересковых.
Существуют и специализированные формы. Вересковые растения образуют эрикоидную микоризу, связанную с тонкими корнями и освоением органических соединений в бедных кислых почвах. Орхидеи на ранних этапах жизни получают от грибов особенно много ресурсов, потому что их семена малы и почти лишены запасов. Есть корневые эндофиты и другие грибные ассоциации, которые могут усиливать устойчивость растения, но не всегда относятся к микоризе в строгом смысле.
Отсюда следует практическое правило: сначала нужно определить тип взаимодействия, а уже затем обсуждать его пользу. Фраза «дерево вступило в симбиоз с грибом» слишком общая для серьёзного вывода.
Кто что получает
Растение отдаёт грибу часть продуктов фотосинтеза. Для эктомикоризных грибов главным платежом обычно служат сахара и другие углеродные соединения. Для грибов арбускулярной микоризы важны не только сахара, но и липиды, которые растение производит и передаёт партнёру. Поэтому микориза — не бесплатная услуга по доставке минералов. Растение расходует на неё часть углеродного бюджета, а в некоторых случаях — значительную.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.