为何有些植物“长得快,死得早”?科学界的“黑匣子”告诉你

研究人员在受控的实验室环境中,用约克郡谷底的土壤复制了14种常见牧草种的单一栽培。

英国曼彻斯特大学领导的一个国际研究小组近期发现,土壤微生物和植物根系之间的复杂关系有助于解释为何有些植物“长得快,死得早”,而有些植物却“活得长,活得健康”。这项研究结果于近日发表在《科学进展》杂志上,有助于我们了解维持植物多样性的机制,也可以帮助我们改善自然保护措施、恢复自然栖息地和种植更健康的作物。

长期以来,科学家们一直认为,解释植物多样性的关键在于植物的敌人,包括土壤中的有害真菌。然而,研究土壤中微生物的生活非常困难,堪称科学界的“黑匣子”。

通过使用新的分子技术和关于不同真菌在土壤中的作用的现有知识,研究人员发现,一些植物的根部含有几十种不同的有害真菌,而另一些植物却能抑制有害微生物,并吸引了许多有益真菌来促进植物健康。

来自曼彻斯特大学地球与环境科学学院的Marina Semchenko博士是这项研究的主要作者,她说:“当走过一片鲜花盛开的草地时,你可能会想,为什么这么多不同的植物长在一起,却没有一株占据主导地位?我们发现,植物的生长受到其根部吸引来的有害和有益真菌的严格控制。”

研究人员还发现,有害和有益真菌之间的平衡依赖于植物的生活方式,这就解释了为什么有些植物生长快但死得早,而有些生长慢但活得长。Semchenko博士解释说:“就像乌龟和兔子的故事一样,有些植物生长缓慢,但通过与有益真菌的合作,它们可以长寿;另一些则生长迅速,刚开始很成功,但随后就被有害真菌引起的疾病所击倒。”和人类一样,饮食对植物的健康也很重要:富含养分的土壤能够支持茂盛的植物生长,但也会使天平从有益真菌向致病真菌倾斜。

曼彻斯特大学的生态学教授Richard Bardgett说:虽然这些结果来自英格兰北部的草原,但世界各地的其他生态系统中也可能存在同样的机制,我们还需要更多的试验来证实这一点。”这些结果可能会为农业领域的新方法铺平道路,使微生物平衡朝着有利于植物根部的方向倾斜,促进健康作物的生产。

Semchenko博士补充道:“众所周知,土壤微生物对人类的干扰(如集约化农业)非常敏感,我们的研究结果表明,对土壤微生物的负面影响可能会连带影响对植物多样性的保护。”

编译:花花

审稿:三水

责编:南熙