Jak drzewa stają się odporniejsze dzięki relacjom symbiotycznym

Mimo swojego ogromnego systemu korzeniowego drzewa często nie są w stanie pobrać z gleby wystarczającej ilości wody i składników odżywczych, aby prawidłowo się rozwijać.

Dlatego większość roślin lądowych w toku ewolucji weszła w symbiotyczne relacje z grzybami. Te tak zwane grzyby mykoryzowe, które albo otulają korzenie, albo wnikają do komórek systemu korzeniowego, otrzymują od drzew część cukru wytworzonego w procesie fotosyntezy jako źródło energii. W zamian drzewa otrzymują od grzybów składniki odżywcze, takie jak fosforany i azotany, a także wodę – rodzaj niezbyt romantycznego małżeństwa z rozsądku.

Podwójna symbioza poszerza siedlisko

Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu (UZH) oraz z Agroscope wykazali na przykładzie ponad 400 gatunków drzew występujących na całym świecie, że wiele z nich jeszcze udoskonaliło ten system współpracy. Wprawdzie większość gatunków drzew wchodzi w relację tylko z określonymi przedstawicielami różnych grup grzybów mykoryzowych. „Jednak część wszystkich roślin drzewiastych zawiązuje jednocześnie sojusz z dwiema odmianami grzybów”, mówi Ido Rog z Instytutu Biologii Roślin i Mikrobiologii UZH.

Naukowcy wykazują teraz, że takie „podwójne małżeństwo” czyni drzewa bardziej wytrzymałymi: są mniej wrażliwe na suszę i lepiej radzą sobie z niedoborem składników odżywczych. „Dzięki temu mogą zasiedlać znacznie większy obszar niż gatunki drzew, które wchodzą w symbiozę tylko z jednym rodzajem grzyba” - mówi pierwszy autor badania, Rog. Większy zasięg geograficzny i poszerzona nisza ekologiczna tych drzew są niezależne od rozwoju rodowego i historii ewolucyjnej.

placeholder2

Jednoczesna relacja z dwoma różnymi grzybami mykoryzowymi umożliwia drzewom bardziej zróżnicowane odżywianie, ponieważ ich korzenie obejmują szerszy profil gleby i radzą sobie z różnorodnymi właściwościami gleby. „Nasze wyniki wskazują, że poligamia z dwoma odmianami grzybów służyła drzewom jako strategia przystosowania się do surowszych warunków środowiskowych, czyli zasiedlania ubogich w składniki odżywcze nisz i znoszenia surowszego klimatu” - mówi profesor UZH Marcel van der Heijden. Na przykład rozprzestrzenienie drzew z podwójną symbiozą jest wyraźnie bardziej widoczne na obszarach bardziej suchych niż w miejscach obfitujących w opady.

„W leśnictwie ta wiedza mogłaby pomóc w przyszłości wybierać te gatunki drzew, które specjalizują się w poligamicznych relacjach grzybowych. Drzewa te powinny bowiem lepiej radzić sobie z postępującym globalnym ociepleniem klimatu i mogłyby być wykorzystywane do zasiedlania suchych stref klimatycznych” - mówi van der Heijden.