Университет Кобе
Большинство орхидей живут в симбиотических отношениях с грибами в своих корнях: растения обеспечивают сахар, который они производят посредством фотосинтеза, и взамен получают воду и минералы от грибов. Однако некоторые орхидеи перестали производить собственную пищу и полностью питаются грибами.
Ботаник из Университета Кобе Суэцугу Кэндзи говорит: «Меня всегда интриговало то, как орхидеи становятся паразитами. Почему растение отказывается от своей зависимости от фотосинтеза и вместо этого «крадет» у грибов ?». Орхидея Oreorchis patens предлагает прекрасную возможность изучить этот вопрос, поскольку она является частичным паразитом, то есть она может производить собственную пищу, но также берет до половины своего бюджета из грибов. Ключевым вопросом в этой области было то, делают ли орхидеи это для того, чтобы восполнить то, чего им не хватает через фотосинтез, или они на самом деле извлекают дополнительную выгоду из своего паразитизма.
Суэцугу объясняет: «Я заметил, что у Oreorchis patens иногда вырастают необычные коралловые корневые стебли — черта, напоминающая об орхидеях, полностью зависящих от грибов. Я подумал, что это позволит мне сравнить растения с такими органами с растениями с нормальными корнями, подсчитать, сколько дополнительных питательных веществ они могут получать, и определить, приводит ли это дополнительное количество к усилению роста или репродуктивному успеху».
В статье, опубликованной в журнале The Plant Journal , команда Университета Кобе показывает, что когда орхидея растет рядом с гнилой древесиной, она переключает своих грибковых симбионтов на тех, которые разлагают древесину, и значительно увеличивает количество питательных веществ, которые она из них берет, не прекращая при этом использовать фотосинтез. В результате растения становятся крупнее и производят больше цветов.
The Plant Journal (2025). DOI: 10.1111/tpj.70045
«Короче говоря, эти орхидеи не просто заменяют собой сниженный фотосинтез, они увеличивают свой общий запас питательных веществ. Эта четкая адаптивная связь между грибковым паразитизмом и улучшенной жизнеспособностью растений является для меня самым захватывающим аспектом нашего открытия, поскольку она дает конкретное экологическое объяснение того, почему фотосинтезирующее растение может выбрать этот путь», — говорит Суэцугу.
Но тогда почему только менее 10% этих орхидей демонстрируют такое поведение? Ответ может быть найден в том факте, что исследователи могли видеть паразитических особей только вблизи упавших и гниющих стволов деревьев. Превращение в паразита означает, что орхидеи должны переключиться со своих обычных симбионтов на другие грибы, которые могут справиться с возросшей пищевой нагрузкой. Но соответствующие грибы встречаются только при наличии упавшей древесины и только на определенных стадиях процесса разложения. Другими словами, орхидеи становятся паразитическими только тогда, когда могут, а не тогда, когда им это нужно, и такая возможность предоставляется нечасто.
Многие вопросы до сих пор остаются открытыми, например, что заставляет орхидеи развивать коралловые корневые стебли и влияют ли факторы окружающей среды на количество питательных веществ, которые растения получают от грибов.
Суэцугу объясняет свой более широкий взгляд: «Эта работа является частью более масштабных усилий по раскрытию континуума от фотосинтеза до полного паразитизма. В конечном итоге я надеюсь, что такие открытия углубит наше понимание разнообразных стратегий, которые орхидеи используют для баланса между различными образами жизни, тем самым способствуя сохранению невероятного разнообразия этих растений в наших лесах».
Дополнительная информация: Подземная морфология определяет степень микогетеротрофии, микоризных ассоциаций и жизнеспособность растений зеленой орхидеи Oreorchis patens, The Plant Journal (2025). DOI: 10.1111/tpj.70045
Информация о журнале: The Plant Journal
Предоставлено Университетом Кобе