Určení příčiny smrti borovice během sucha – indikátor
Během sucha mladé borovice hynou ne kvůli dehydrataci, ale kvůli nedostatku sacharidů, ale důvod úhynu smrku za stejných podmínek zůstává záhadou. K těmto závěrům došli ruští vědci po studiu těchto stromů. Práce byla provedena v rámci projektu podpořeného grantem Ruské vědecké nadace (RSF) a její výsledky byly publikovány v časopise Environmental and Experimental Botany.
Když jsou rostliny vystaveny stresovým podmínkám: suchu, přemokření, extrémním teplotám, buď přežijí vyvinutím ochranných mechanismů, nebo jsou vážně a rychle poškozeny a hynou. Otázka, proč rostliny umírají v podmínkách sucha, zůstává dnes otevřená. Globální změna klimatu zároveň zvyšuje četnost a trvání suchých období, což negativně ovlivňuje stabilitu a obnovu jehličnatých porostů. Jejich stabilita spočívá v tom, že si stromy udržují určitou produktivitu, úspěšně se rozmnožují a jsou tak zachovány napříč generacemi. Autoři článku studovali příčiny poškození mladých jehličnatých rostlin v podmínkách nedostatku vody za účelem zvýšení jejich odolnosti vůči suchu. Existují dvě hypotézy vysvětlující odumírání dřevin v suchých obdobích. Někteří vědci se domnívají, že rostliny prostě nedokážou udržet minimální obsah vody nezbytný pro život, a to vede k dehydrataci a smrti rostlin. Jiní říkají, že rostliny postrádají živiny, především sacharidy, kvůli snížení výměny plynů s prostředím. Kvůli tomu klesá intenzita fotosyntézy, rostlina přechází od syntézy organických látek k jejich spotřebě, postupně docházejí zásoby a strom odumírá.
Vědci chtěli prozkoumat škody, které se v důsledku sucha objevují u mladých rostlin borovice lesní a smrku ztepilého. Autoři poznamenávají, že sazenice jsou vhodným objektem pro studium mechanismů škodlivých účinků sucha, protože mohou současně analyzovat změny v celkové vodní bilanci a obsahu sacharidů v celé rostlině. U vzrostlých stromů to udělat nelze. Sazenice jehličnanů jsou navíc ve srovnání s dospělými rostlinami prakticky bezbranné proti suchu, takže je třeba je nejprve prostudovat.
„Důvodem úhynu sazenic borovice v podmínkách sucha je nedostatek sacharidů. V jehličí obsahují v této době hodně sacharidů, ale v kořenu velmi málo, přičemž je narušen jejich transport z nadzemní části do kořene, což vede k těžkému vyčerpání sacharidů v kořenovém systému a úhynu sazenic. . Je zajímavé, že dehydratace tkání a buněk není příčinou úhynu mladých rostlin borovice. Na rozdíl od borovice nebyla úmrtnost smrkových sazenic spojena ani s dehydratací, ani s vyčerpáním sacharidů. Mechanismy poškození a odumírání smrku se v současné době objasňují,“ uvedl jeden z autorů článku, pracovník Ústavu fyziologie rostlin jménem K.A. Timiryazev RAS Jurij Ivanov.
Tyto rozdíly mezi borovicí a smrkem jsou způsobeny rozdílnou růstovou dynamikou těchto dvou druhů. Během počátečního období nedostatku vody smrk rychle snižuje rychlost růstu, zatímco borovice pokračuje v aktivním růstu, což vede k rychlému vyčerpání sacharidů v kořenovém systému a v důsledku toho ke smrti rostlin. Vědci pěstovali sazenice borovice a smrku za kontrolovaných podmínek v tekutém živném médiu a pro simulaci sucha do tohoto média přidali osmoticky aktivní sloučeninu, polyethylenglykol. Osmoticky aktivní látky mohou vázat molekuly vody, transportovat je do buněk nebo je z nich odstraňovat. To umožnilo autorům zachovat přesné hodnoty intenzity sucha. Rostliny pociťovaly nedostatek vody 40 dní, což je doba, po kterou obvykle trvají přirozená sucha. Během celého experimentu vědci sledovali biologické parametry semenáčků a jejich pletiv. „Tyto výsledky jsou zásadní pro vytváření modelů, které nám pomohou studovat, jak změna klimatu ovlivňuje stabilitu a produktivitu ekosystémů jehličnanů mírného pásma. Plánujeme pokračovat ve výzkumu molekulárních mechanismů, které regulují metabolismus sacharidů v podmínkách sucha. „Navíc chceme studovat přirozené populace na rostlinách různých věkových skupin,“ uzavřel Ivanov.
Líbil se vám materiál? Přidejte Indicator.Ru do „Moje zdroje“ Yandex.News a čtěte nás častěji. Na adresu [email protected] zasílejte tiskové zprávy o vědeckém výzkumu, informace o nejnovějších publikovaných vědeckých článcích a oznámení o konferencích, jakož i údaje o grantech a získaných oceněních.