Исследователи из XTBG выявили у лиан уникальные гидравлические стратегии цветков

Лианы демонстрируют уникальные гидравлические стратегии цветков, которые помогают им преуспевать в засушливых тропических лесах. Исследование, опубликованное 17 марта в журнале New Phytologist, показало, что эти растения используют принципиально иной подход к управлению водой в репродуктивных органах по сравнению с деревьями, что может объяснять их растущее доминирование в сезонно засушливых лесах.

Команда исследователей из Сишуанбаньского тропического ботанического сада (XTBG) Китайской академии наук провела систематическое сравнение 32 видов рода Bauhinia (Fabaceae), включая 16 лиан и 16 деревьев, выращенных в общем саду в Сишуанбаньне. Они изучили 24 признака цветков, связанных с гидравликой, засухоустойчивостью и привлечением опылителей, чтобы выявить различия между двумя формами роста.

Результаты показали, что цветки лиан развили стратегию «засухоустойчивости». Их лепестки имеют более плотные жилки, устьица крупнее и плотнее, а сами цветки прочнее и структурно укреплены. Эти особенности позволяют лианам цвести на верхушках крон при высокой температуре и сухом воздухе, что дает им преимущество в сухой сезон. Деревья, напротив, используют стратегию «избегания засухи». Их цветки способны запасать больше воды и обладают большей гидравлической емкостью, что замедляет процесс обезвоживания. Однако такая стратегия делает их менее устойчивыми к длительной засухе.

Особый интерес представляют различия в компромиссе между гидравлической эффективностью и безопасностью. У лиан наблюдался явный компромисс между этими характеристиками, тогда как у деревьев такой зависимости не обнаружили. Это отличается от закономерностей вегетативных органов, где у лиан часто фиксируется разрыв между эффективностью и безопасностью гидравлики.

Анализ также показал, что лианы и деревья занимают разные области в пространстве гидравлических и репродуктивных признаков цветка. Это указывает на различную координацию структуры, функции и репродукции у двух форм жизни.

«Наши данные демонстрируют, что даже близкородственные виды развивают разные стратегии гидравлики цветков в зависимости от жизненной формы. Это важно учитывать при оценке засухоустойчивости растений и прогнозировании репродуктивной функции в условиях будущих изменений климата», — отметил Чжан Цзяолинь из XTBG.

Исследование подчеркивает, что репродуктивные органы растений играют ключевую роль в их адаптации к сезонным изменениям воды, и что лианы благодаря особым гидравлическим механизмам получают преимущества в засушливых тропических экосистемах.