Deep Roots in Plants Driven by Soil Hydrology

Rutgers professor leads synthesis study of roots – the „brains” of the plant world – and relation to hydrology

Michael Potter11/

„Karol Darwin napisał kiedyś, w efekcie, że końcówki korzeni roślin są jak mózgi roślin. Korzenie wyczuwają środowisko. Wyczuwają wodę, gdzie jest więcej składników odżywczych, i idą po te zasoby. Korzenie są najmądrzejszą częścią rośliny.”
– Profesor Ying Fan Reinfelder

Szukając wody, niektóre korzenie drzew sondują setki stóp w głąb, a wiele drzew wysyła korzenie przez pęknięcia w skałach, zgodnie z nowym badaniem prowadzonym przez profesora Rutgers University-New Brunswick.
Co więcej, głębokość korzeni roślin, która różni się w zależności od gatunku i warunków glebowych, będzie odgrywać kluczową rolę w adaptacji roślin do zmian klimatycznych, powiedział Ying Fan Reinfelder, profesor na Wydziale Nauk o Ziemi i Planetarnych oraz Wydziale Nauk o Środowisku.
„Karol Darwin napisał kiedyś, w efekcie, że końcówki korzeni roślin są jak mózgi roślin,” powiedział Reinfelder. „Korzenie wyczuwają środowisko. Wyczuwają wodę, gdzie jest więcej składników odżywczych, i idą po te zasoby. Korzenie są najmądrzejszą częścią rośliny.”
Reinfelder i koledzy opublikowali swoje ustalenia online dzisiaj w Proceedings of the National Academy of Sciences. Badanie wykazało związek między korzeniami roślin i dostępności wody. Pokazuje ono, poprzez obserwacje i modelowanie, że hydrologia gleby jest kluczową siłą napędzającą lokalne i globalne wzorce głębokości korzeni.
Wyniki badań ujawniają silne powiązania pomiędzy głębokością korzeni a lokalnymi warunkami glebowymi i wodnymi. Na dobrze odwodnionych wyżynach, korzenie sięgają do poziomu infiltracji wody deszczowej i roztopowej. Na podmokłych nizinach korzenie pozostają płytko. Pomiędzy nimi, wysokie tempo wzrostu i susza mogą wysłać korzenie wiele metrów w dół do nasyconej strefy tuż nad poziomem wód gruntowych.

Znaleziska te mają ważne implikacje dla pytania, czy drzewa i inne gatunki roślin będą w stanie dostosować się do zmieniającego się klimatu i przetrwać go w tym wieku i później, powiedział Reinfelder. Ogólnie rzecz biorąc, szanse wydają się korzystne. Rośliny są zazwyczaj zdolne do adaptacji, a rośliny głębiej ukorzenione będą miały większą przewagę.

Ying Fan Reinfelder/Rutgers University-New Brunswick

„Rośliny mogą być bardziej zaradne i odporne na stres środowiskowy i zmiany klimatyczne niż wcześniej sądziliśmy, ale tylko do pewnego stopnia”, powiedziała. „Mogą wytrzymać okres suszy. Ale jeśli susza trwa przez sto lat, nie będą w stanie poradzić sobie z tym.”

Rośliny mogą przenieść się z niekorzystnych środowisk przez przeniesienie w dół, gdzie woda jest bardziej obfite, zauważyła. Robią to poprzez rzucanie nasion, z tych, które sprawiają, że do bardziej wilgotnych niższych elewacji przetrwać.

Reinfelder zauważył, że przetrwanie roślin jest kluczowe dla naszego własnego. Rośliny są na dole łańcucha pokarmowego, generują tlen i pochłaniają dwutlenek węgla, główny gaz cieplarniany związany ze zmianami klimatycznymi.

Prowadzone przez Reinfeldera globalne badania obejmują 2200 obserwacji korzeni ponad 1000 gatunków we wszystkich głównych grupach roślin, w tym drzew, traw, krzewów, roślin zielnych i sukulentów.„Musimy zainwestować w zrozumienie podziemnej połowy ekosystemu”, powiedziała. „To jest ciemne. Jest nieprzejrzysta, ale zawiera klucz do wielu pytań, a społeczność naukowa musi rzucić trochę światła.”