از روزنامه نگاری غیرانتفاعی حمایت کنید.
بوته‌زار fynbos آفریقای جنوبی (پس‌زمینه) به طور ناگهانی به جنگل سرسبز (پیش‌زمینه) تبدیل می‌شود، یک بن‌بست که توسط سیستم ریشه بسیار نازک fynbos حفظ می‌شود.
لارس هدین
نوشته

برخی از ریشه های گیاهان یک خط در ماسه می کشند – به معنای واقعی کلمه.
در آفریقای جنوبی می‌توانید با یک قدم بین جنگل‌های خنک و سرسبز و بوته‌های آفتاب‌زده حرکت کنید. تحقیقات جدید نشان می دهد که این مرزهای باریک بین اکوسیستم های به طور چشمگیری متفاوت با رقابت شدید بین ریشه های گیاهان حفظ می شود.
پژوهشگران در مقالات اول مارس آکادمی ملی علوم گزارش می دهند که Fynbos – نوعی بوته زار غنی از گونه ها که فقط در منتهی الیه جنوبی آفریقا یافت می شود – نسبت به سایر جوامع گیاهی در جهان نازک ترین ریشه ها را دارد. این ریشه‌های غرق‌کننده مواد مغذی، به‌علاوه برخی سازگاری‌های آتش‌زا، کمک می‌کنند تا فین‌بوس‌ها را به قلمرویی سخت تبدیل کنند که در آن فقط گیاهان فین‌بوس می‌توانند زنده بمانند.
سرفصل‌ها و خلاصه‌ای از آخرین مقالات Science News ، به صندوق ورودی شما تحویل داده شده است
با تشکر از شما برای ثبت نام!
مشکلی در ثبت نام شما وجود داشت.
لارس هدین و همکارانش بوم‌شناس و همکارانش که علاقه‌مند به اینکه چه عواملی طبیعت را در مقیاس‌های بسیار وسیع سازمان‌دهی می‌کنند، می‌خواستند مکان‌هایی را بررسی کنند که تغییرات محیطی در طول زمان می‌تواند اکوسیستم را بین دو حالت متمایز تغییر دهد.
fynbos را وارد کنید. این یک زیستگاه کم درختچه‌ای است که دارای تنوع گیاهی شگفت‌انگیز است: بیش از 7000 گونه، که بیشتر آنها در هیچ کجای دنیا یافت نمی‌شوند ( SN : 8/24/2004).
هدین از دانشگاه پرینستون می‌گوید: «این یکی از متنوع‌ترین سیستم‌های گل‌شناسی در جهان است. "این اساساً به اندازه یک جنگل استوایی متنوع است."
اما درست در کنار این سرزمین عجایب داغ و پر از گل – با همان آب و هوا و ترکیب زمین‌شناسی زیربنایی – جنگل سرسبز آفریقایی معتدل است که با درختان بلند و خزه‌ها شکوفا شده است، اما در کل گونه‌های کمتری دارد.
«مرز به اندازه یک متر تیز است. مینگژن لو، بوم‌شناس موسسه سانتافه در نیومکزیکو، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «این مانند یک انتقال دودویی، صفر به یک است. او می‌گوید که این منطقه بسیار باریک‌تر از منطقه انتقال بین ساوانا و جنگل‌های بارانی استوایی است که می‌تواند در طول کیلومترها رخ دهد.
برای بررسی اینکه چه چیزی زیربنای این مرزهای تیز قرار دارد، تیم نمونه‌های ریشه را از سیستم‌های fynbos و جنگلی مقایسه کرد. آنها همچنین آزمایش‌های پیوندی انجام دادند، گیاهان جنگلی معتدل آفریقایی را به فینبوها منتقل کردند و رشد آنها را طی چهار سال پیگیری کردند. محققان ریشه‌های گیاه fynbos را از پیوندها دور نگه داشتند و سطوح مواد مغذی را در برخی از طرح‌ها دستکاری کردند تا عوامل محدودکننده گیاهان جنگلی را آشکار کنند.
این تیم متوجه شد که وقتی درختان جنگلی از ریشه‌های فینبوس دور نگه داشته می‌شوند یا نیتروژن بیشتری ارائه می‌دهند، رشد درختان جنگلی پنج برابر سریع‌تر از درختانی است که رقابت یا ضرر تغذیه‌ای را تجربه کرده‌اند. این نشان می دهد که گیاهان fynbos با انحصار دسترسی به مواد مغذی به گیاهان حمله می کنند.
در زیر سطح، داستان حتی واضح تر می شود. گیاهان fynbos ریشه‌های بلند و نازکی دارند که مانند موشک‌های جستجوگر مواد مغذی عمل می‌کنند و در خاک جایی که ریشه‌های دیگر نمی‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند، می‌روند.
هدین می گوید: «این یک مزیت رقابتی است. "این یک سلاح زیرزمینی است."
ضخامت متوسط نوک ریشه در جامعه گیاهی fynbos حدود 0.1 میلی متر یا تقریباً یک چهارم تا یک دوم ضخامت هر سیستم ریشه دیگری در جهان است. لو می‌گوید: «ضخیم‌ترین ریشه‌های fynbos هنوز نازک‌تر از باریک‌ترین ریشه‌های جنگلی [معتدل آفریقایی] هستند.
در مقایسه با گیاهان جنگلی، ریشه های فینبوس نیز 10 برابر طول دارند. یک گرم از بافت ریشه برخی از گیاهان فینبوس – به اندازه جرم یک کت انگشت شست – می تواند به طول 15 زمین فوتبال کشیده شود.
محققان فکر می‌کنند که فین‌بوس برای هر گیاه غیرفین‌بوس «مصائب تغذیه‌ای» ایجاد می‌کند و با ریشه‌های بسیار کارآمد، خاک اطراف آن را ضعیف می‌کند. همچنین، بخش بزرگی از درختچه‌ها و علف‌های فین‌بوس بسیار قابل اشتعال هستند و اکوسیستم را مستعد آتش‌سوزی‌های شدید می‌کند. آتش سوزی ها چنان داغ می شوند که نیتروژن خاک را در هوا تبخیر می کنند و این مواد مغذی را نیز از منطقه خارج می کنند. گیاهان به جای مهندسی کردن محیط اطراف خود برای افزایش سطح مواد مغذی، ممکن است برعکس عمل کنند – خراب کردن عرضه مواد مغذی – تا در برابر متجاوزان احتمالی دست برتر را به خود بدهند.
هدین می‌گوید: «می‌توانید برای حمله تلاش کنید، شانسی نخواهید داشت.
مرزهای جنگل فین‌بوس در طول سال‌ها بین چرخه‌های آتش‌سوزی متزلزل می‌شوند، جنگل مرطوب عمدتاً شعله‌های آتش را خاموش می‌کند و فین‌بوس‌ها در نهایت متجاوزان را بیرون می‌کنند.
هدین می‌گوید یک ایده رایج در مورد جوامع بزرگ بوم‌شناختی این است که آنها عمدتاً توسط عوامل غیرزنده مانند آب و هوا، توپوگرافی و زمین‌شناسی هدایت می‌شوند، جایی که موجودات زنده با شرایط محلی سازگار می‌شوند. اما در این مورد – و شاید موارد دیگر – "وضعیت های پایدار جایگزین" از جنگ بین موجودات بوجود می آیند.
Gerlinde de Deyn، بوم شناس خاک می گوید، یافته ها نشان می دهد که چگونه تکه های این پازل – آتش، ویژگی های گیاهی در بالا و زیر زمین و بازخورد بین خاک و گیاه، برای شروع – فرآیندهای ایجاد و نگهداری دو منطقه پوشش گیاهی را روشن می کند. در دانشگاه و تحقیقات واگنینگن در هلند که درگیر این تحقیق نیست.
دی دین می‌گوید نازکی گیاهان فینبوس "قابل توجه است"، اما نقش قارچ‌های مرتبط با ریشه در اکوسیستم باید مورد توجه قرار گیرد. این قارچ‌ها معمولاً به‌شدت در چرخه مواد مغذی خاک نقش دارند و می‌توانند به جذب مؤثر مواد مغذی ریشه‌ها کمک کنند، نه اینکه ریشه‌ها به تنهایی این کار را انجام دهند.

لو می‌گوید: در فینبوها، ممکن است درس‌هایی نیز وجود داشته باشد که چگونه صفات ریشه به گسترش گیاهان مهاجم کمک می‌کنند یا مانع از آن می‌شوند.
سوالات یا نظراتی در مورد این مقاله دارید؟ به ما در feedback@sciencenews.org ایمیل بزنید
ام لو و همکاران مرز بیوم توسط رقابت شدید منابع زیرزمینی در جامعه گیاهی با ریشه باریک ترین جهان حفظ می شود . مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم . جلد 119, 1 مارس 2022, e2117514119. doi: 10.1073/pnas.2117514119.
جیک بوهلر یک نویسنده علمی مستقل است که تاریخ طبیعی، حفاظت از حیات وحش و تنوع زیستی فوق‌العاده زمین، از سمندر تا سکویا را پوشش می‌دهد. او دارای مدرک کارشناسی ارشد در رشته جانورشناسی از دانشگاه هاوایی در مانوآ است.
Science News در سال 1921 به عنوان یک منبع مستقل و غیرانتفاعی اطلاعات دقیق در مورد آخرین اخبار علم، پزشکی و فناوری تاسیس شد. امروز، ماموریت ما یکسان است: توانمندسازی مردم برای ارزیابی اخبار و دنیای اطرافشان. این توسط Society for Science منتشر شده است، یک سازمان غیرانتفاعی عضویت 501(c)(3) که به مشارکت عمومی در تحقیق و آموزش علمی اختصاص دارد.
© Society for Science & the Public 2000–2022. تمامی حقوق محفوظ است.
مشترکین، آدرس ایمیل خود را برای دسترسی کامل به آرشیو اخبار علمی و نسخه های دیجیتال وارد کنید.
مشترک نیستید؟
الان یکی شو

source