Рослини-няні,рослини, види рослин, рослинні угруповання, екосистема, пустеля

У рослинних угрупованнях долини Теуакан (Центральна Мексика) домінують великі кактуси Neobuxbaumia tetetzo. А між ними розташовуються кущі Mimosa luisana, які були нянями для проростків цих самих кактусів. Але під час сукцесії кактуси починають домінувати. Фото A. Valiente-Banuet із статті Peter D. Moore. Desert delights: the cactus Neobuxbaumia tetetzo.

Навколо рослин-нянь створюються умови, сприятливі для проростання насіння та розвитку проростків інших видів. Чи опікуються види рослин родичами своїх «нянь»?

Аналіз складу угруповань «середземноморської рослинності» на кількох континентах показав, що «няні» та їхні «підопічні» спорідненими узами не пов'язані. Більше того, нерідко вони відносяться до груп, що виникли в різний час: наприклад, рослини, що з'явилися в відносно вологий третинний період, змогли вижити пізніше, в сухому кліматі четвертинного періоду, тільки завдяки заступництву «нянь», які виникли пізніше, тобто еволюційно були набагато молодшими за своїх «підопічних».

Ціле скупчення рослин-нянь та їх «підопічних» у Сонорській пустелі в Аризоні (район Тусонських гір). Залізне дерево Olneya tesota своєю кроною дало притулок зеленому дереву Cercidium microphyllum (на передньому плані), а воно, у свою чергу, є нянею для проростків кактуса сагуаро (Carnegia gigantea). Втім, скоро кактуси переростуть своїх няньок. Фото із сайту www.desertmuseum.org.

Філогенетична різноманітність рослинних угруповань (присутність у них представників різних таксономічних груп) у довгостроковій перспективі може якраз підтримуватися «опікою» одних видів над іншими.

Факт наявностіконкуренції між видами рослин, що ростуть разом, здається, сумнівів не викликає. Дискусії йдуть переважно про те, яким чином, незважаючи на конкурентну боротьбу, у співтоваристві зберігається висока видова різноманітність. Одні дослідники вважають, що співіснування видів забезпечується насамперед розбіжністю їх у різних екологічним нішам. Інші вважають, що співіснують саме ті види, які є екологічно близькими.

[9] Однак крім відносин конкурентних, що ведуть до взаємного обмеження різних видів, у співтовариствах спостерігаються іноді й відносини позитивні, при яких рослини одного виду не тільки не перешкоджають росту інших рослин, а, навпаки, полегшують їхнє зростання. В англомовній літературі подібну односторонню позитивну дію називають «facilitation» — «полегшення».

Гігантський кактус сагуаро Carnegia gigantea (ліворуч) та його "няня" - "зелене дерево" (palo verde, як звати його мексиканці) Cercidium microphyllum із сімейства бобових (праворуч). Обидва знімки із сайту www.rancholobos.com.

Найбільш яскравим прикладом служать рослини-няні, здатні поселятися в місцях із суворими фізичними умовами, наприклад на відкритих ділянках у пустелі або на високогір'ї, і створюють безпосередньо навколо себе середовище, що сприяє зростанню інших рослин, особливо коли вони знаходяться на ранніх стадіях розвитку.

Молодий кактус сагуаро добре почувається під гілками своєї «няні» — «зеленого дерева» Cercidium microphyllum (palo verde, як звати його мексиканці). Фото із сайту www.desertmuseum.org.

Рослини-няні оберігають своїх «підопічних» від палючого сонця і від сильного вітру, сприяють формуванню ґрунту на піску та камінні, іноді збагачуютьсередовище азотом (якщо є представниками бобових), а часом і захищають їх від тварин-фітофагів.

Але чи сприяють рослини-няні підтримці високого видового розмаїття рослинних угруповань? На це питання спробували відповісти Альфонсо Вальенте-Банует (Alfonso Valiente-Banuet) з Відділу екології та біорізноманіття Національного автономного університету Мексики (Мехіко, Мексика) та Мігель Верду (Miguel Verdu) із Центру вивчення опустелювання (Валенсія, Іспанія).

Ліворуч: молодий кактус сагуаро виріс не під захистом «няні», а на відкритому місці, і ось результат — знизу він об'єднаний чорнохвостим зайцем (Lepus californicus), послід якого видно на передньому плані; навряд чи цей кактус виживе. Праворуч: чорнохвостий заєць (Lepus californicus) не проти поласувати молодими кактусами, особливо коли вони не заховалися серед гілок своєї «няні». Фото із сайтів www.desertmuseum.org та animals.nationalgeographic.com.

Дослідники звернули увагу на те, що в екосистемах середземноморського типу (крім Середземномор'я вони зустрічаються в Америці, Африці та Австралії) нерідко є сусідами дерева і чагарники, що мають дуже різний еволюційний вік. Представники груп, що виникли у відносно вологий третинний період (65-2 млн років тому), на стадії проростків нерідко виживають тільки під покровом рослин-нянь, що з'явилися в ході еволюції пізніше - в набагато сухіший чвертьковий період, що почався приблизно 1,8 млн. років назад.

Перехід від Третичного періоду до Четвертичного супроводжувався серйозними кліматичними змінами (це саме час виникнення основних пустель). Багато рослин зіткнулися з вкрай несприятливими новими умовами, а деякі зуміли вижити лише завдяки «няням».

Схема двох механізмів підтримки філогенетичної різноманітності спільнот. Зліва «полегшення»: пліч-о-пліч виростають рослини-няні та опікувані ними рослини, що відносяться до неспоріднених груп. Праворуч «конкуренція»: до спільноти також входять неспоріднені види, але відбувається це тому, що суттєво різняться їхні екологічні ніші. Тип просторового розміщення рослин різний у разі переважання того чи іншого механізму. При «полегшенні» (наявності рослин-нянь) різні види утворюють спільні скупчення. А у разі конкуренції вони всі ніби відсунуті один від одного (шаховий розподіл). З обговорюваної статті Ecology Letters.

Наявність «інституту нянь» дозволяє запропонувати нове можливе пояснення високому філогенетичному розмаїттю угруповань середземноморської рослинності, інакше кажучи — наявності в їхньому складі видів різного походження, з неспоріднених груп.

Відповідно до раніше висунутої гіпотезі, різноманітність це підтримувалося конкуренцією, яка допускала співіснування видів близьких, які займають подібні екологічні ніші, але допускала спільне зростання видів неспоріднених, екологічно сильно различающихся.

У Мексиці вони провели повний облік дерев та чагарників за декількома розрізами та визначили місцезнаходження (біля рослини-няні або на відкритому просторі) 4984 молодих (заввишки не більше 30 см) дерев'янистих рослин. Виділивши таким чином коло рослин, які перебувають під опікою «нянь», вони проаналізували їхні родинні стосунки.

Автори роблять висновок про те, що «полегшення» та наявність рослин-нянь — важливий чинник, відповідальний за формування структури рослинних угруповань, принаймні в посушливих районах.