На поверхности листьев некоторых растений формируются тончайшие капельные кислоты, способные растворять питательные вещества, извлекаемые непосредственно из оседающей на них пыли. Это неожиданное открытие, сделанное группой учёных, проливает свет на альтернативные механизмы питания флоры.
В ходе эксперимента, результаты которого были опубликованы 8 апреля в журнале Новый фитолог, исследователи продемонстрировали, что растения способны усваивать необходимые элементы из атмосферных частиц, а не только из почвы. Руководитель работы, специалист по биологии растений из Университета Бен-Гуриона в Негеве Антон Локшин, подчёркивает, что, в отличие от животных, растения лишены возможности перемещаться, что вынуждает их вырабатывать особые стратегии для добычи питания и питательных веществ из внешней среды.
«Растения не похожи на животных; они не могут двигаться, — поясняет Локшин. — Поэтому им нужны стратегии по распределению продуктов питания и питательных веществ во внешней среде». Данный феномен, известный как лиственное питание или питание через листья, уже давно применяется в сельском хозяйстве, где фермеры распыляют жидкие удобрения на посевы. Однако, как выяснилось, некоторые виды могут самостоятельно извлекать пользу из пыли, попадающей на их листву, что может быть особенно значимо в пыльных и бедных питательными веществами экосистемах.
Эксперимент на Иудейских холмах: как пыль становится пищей
Для оценки вклада лиственного поглощения Локшин и его коллеги провели полевые исследования на станции, расположенной на Иудейских холмах в Израиле. Этот регион характеризуется обилием пыли, приносимой из пустынь Сахары и Аравийской. В качестве объектов изучения были выбраны три вида растений: розовая каменная роза, греческий шалфей ( Salvia fruticosa ) и головная германдера. В течение трёх месяцев команда выращивала по 12 экземпляров каждого вида. Половину из них (по шесть растений) обрабатывали вулканической пылью, нанося её непосредственно на листву, в то время как остальные оставались нетронутыми. Выбор пал именно на вулканическую пыль, поскольку она содержит характерные признаки редкоземельных элементов. Эти элементы служат своего рода маркером, позволяющим учёным отслеживать, каким именно образом питательные вещества поступают в растительный организм.
м различать питательные вещества, полученные из пыли, питательных веществ, полученных из почвы.
Растения, листья которых подверглись опылению, проявляются в побегах повышенного содержания микроэлементов, таких как железо, никель, марганец и медь. Команда не обнаружила явного накопления фосфора в тканях растений, но Локшин говорит, что это связано с тем, что фосфор быстро перемещается внутри растений. Результаты его более раннего исследования показали, что растения действительно могут наблюдать выделение фосфора через листья.
Поглощение минералов дождями практически не менялось, даже в параллельных экспериментах, когда пыль вносилась непосредственно в почву. В почве растворенные фосфор и железо проблемы с открытой конкуренцией со стороны реакций и минералов, которые химически связываются с питательными веществами, прежде чем корни смогут получить к ним доступ.
Однако, по словам Локшина, на листьях такой конкуренции нет. По его словам, поверхность листьев создает особую химическую среду, например, органические кислоты, которые способствуют растворению питательных веществ в пыли.
Объединив польные измерения с данными об осаждении пыли и питательных веществ в почвах других регионов, команда подсчитала, что почва листовой может обеспечить до 17 процентов содержания железа в почвах на западе США и до 12 процентов содержания фосфора в почве на востоке Амазонки. Согласно мнению, во время бурения пылевых бурь в Средиземноморье эти атмосферные воздействия могут соответствовать или превосходить то, что дает почву.