Kytky spolu přes kořeny gentlemansky zápasí o zdroje

TLDR: Kytky spolu mohou svádět souboj o živiny – ale jenom pokud jsou příliš blízko u sebe. A i tento souboj je velmi gentlemanský, ukázala nová práce. Studie tu.

Až na kořen

Člověk je sice mocným biočichem, přesto jsou rostlinyjednou ze skutečných šedých eminencí ve vládě nad světem. Aby ne, stojí na nich potravní řetězec i velká část změn terénu nebo produkce kyslíku! A jde navíc o pestrou bandu – rostlin existuje kolem 330 000 druhů a Zemi kolonizují od těch nejmenších jednobuněčných zástupců už miliardu let. A my se v jejich móresech stále snažíme vyznat.

O tom, jak se rostliny mezi sebou chovají na výsluní, už něco málo víme, co ale podzemní pravidla? Do jakých částí je pro ně výhodnější ukládat uhlík a za jakých podmínek? Jak řeší omezené množství zdrojů, když se musí o půdu určitého území dělit? A má toto podzemní dění vliv na další faktory? Přesně tyhle otázky si kladli vědci z Princetonu pod vedením Ciro Cabala.

Rhizologie není mytická postava, ale věda zabývající se kořeny. Dle tloušťky je dělíme na dva druhy, fyziologické funkce nejsou tímto zcela jednoznačně vymezeny, přesto se potřebujeme od něčeho odpíchnout pro naše antropogennírhizologické potřeby.

Jemné kořeny, tenčí než 2 mm, absorbují z půdy živiny a vodu. Hrubé kořeny se pak starají o transport těchto komodit dále. Rostlinné investice do kořenů jsou plánovány z hlediska objemu hmoty i z hlediska uspořádání. První možností je jít více do hloubky a kořeny soustředit přímo pod výhonky. Druhou je rozprostřít je více vodorovně, aby mohly čerpat živiny i z okolní půdy. Avšak v tomhle případě rostlina riskuje, že narazí na kořeny nějaké své přilehlé sousedky a zas tak moc se naší chamtivce za to úsilí na výstavbu nedostane.

A protože každý pořádný výzkum potřebuje teoretický předpoklad a následně nějaký chytrý způsob prověření, stanovili si naši vědátoři dvě hypotézy.

Popis není dostupný.
Zdroj: Home by Faith

Kytka proti kytce?

První je, že rostliny spolupracují oddělením svých kořenových systémů, aby nedocházelo k překrývání. Tím se také celkově sníží objem hmoty připadající na kořeny. Druhá teze je, že když rostlina „vycítí“ omezení zdrojů, zkrátí v tom směru svůj kořenový systém a místo toho se rozrůstá více do hloubky.

Přirozený výběr se klaní spíše ke scénáři druhému. Každá rostlina se snaží zvýšit svůj blahobyt a kondici na maximum, bez ohledu na okolí. Riziko vyčerpání zdrojů (vlhkosti půdy, živin) je však reálné i při větší investici uhlíku do hloubky kořenů, přestože k překryvu kořenů docházet nebude. Tenhle paradox samože není známý jen kořenologům a známe ho jako modelovou tragédii občiny/pastviny. Jak to ale rozseknout?

Ciro et al. sáhl po pokusu! Experimentální část probíhala na rostlinách pepře. Ten byl sázen jednotlivě i po dvojicích. Na konci experimentu se obarvily kořeny příslušných rostlin různými barvami, aby se dalo přesně určit, čí jsou čí.

Třeba bylo ještě několik dalších metrik – autoři tak vypočítali celkovou biomasu kořenového systému každé rostliny a poměr kořenů k výhonkům, aby zjistili, co a jak se změnilo. Například kolik energie a uhlíku uložily kytky do podzemních a nadzemních struktur v situaci, kdy měly sousedy. A spočítali také semena produkována každou rostlinou jako měřítko jejího relativního zdraví.

Výsledek prokázal závislost chování na tom, jak blízko si dvě rostliny jsou. Jestliže jsou zasazeny velmi blízko sebe, investují do kořenového systému více, aby se jim podařilo pro sebe získat co největší podíl. Jestliže není blízkost tak těsná a jsou od sebe o něco dále, investice do kořenového systému bývá naopak nižší.

TLDR: kytky spolu skutečně zápasí o zdroje, pokud rostou v těsné blízkosti. Ale ono zápasení je spíše gentlemanského rázu a podobá se spíše „přetlačované“ (a to ještě bezkontaktní) než skutečnému souboji.

Ale co ten paradox s „pastvinou“?

Zdroj: Cabal et al., vlastní

Spolupráce v mezích

Studie tedy potvrdila, že vysazení většího množství rostlin poblíž zvýšilo produkci kořenové hmoty, ale horizontální rozsah kořenů jednotlivých rostlin se snížil. Neprokázaly se však žádné důkazy o tragédii občiny, protože u solitéru vs. rostlin rostoucích pohromadě neexistoval žádný rozdíl v celkové kořenové biomase ani změna v relativní investici do kořenů ve srovnání s nadzemními strukturami.

Shrnuto a podtrženo, pokud rostliny rostou v těsné blízkosti, investují do kořenů a zápasí o zdroje více, než pokud pro sebe mají větší plochu bez konkurence. Ale nezdá, že by onen zápas byl na život a na smrt, protože kořeny různých rostlin se nepřekrývaly – ale tyto parametry studie příliš netestovala, takže až budoucí práce řeknou, jak by tomu bylo v případě omezenějších zdrojů.

Popis není dostupný.
Zdroj: Amazon/20th Century Fox

Doufejme, že vědátoři tyto poznatky budou nadále rozvíjet. Rostliny jsou efektivní pohlcovače oxidu uhličitého z atmosféry, ten pak ukládají do svých struktur. Kořeny v tom nejsou bezvýznamné. Až jedna třetina tohoto vegetativního uhlíku je uloženaprávě do kořenů. Pochopení změn depozice uhlíku v různých scénářích by nám mohlo pomoci přesněji předpovědět absorpci uhlíku, to by mohlo vést k navržení strategie ke zmírnění změny klimatu.

A za předpokladu, že pochopíme, jak šetrně a efektivně využívat podzemní zdroje, je lákavou vyhlídkou také optimalizace produkce potravin bez toho, abychom si vydrancovali naši planetární pastvinu. Rostliny to zjevně zvládají po miliardu let. Je na čase se u nich inspirovat, v čem to jen jde!

[Tereza Vačina]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama