[ad_1]

چگونگی رقابت گیاهان برای خرید املاک و مستغلات زیرزمینی بر تغییر اقلیم و تولید غذا تأثیر می گذارد

گیاهان فلفل را در گلخانه ای در موزه ملی هنر (CSIC) مادرید پرورش دادند تا مطالعه کنند که چگونه رفتار آنها در زیر زمین هنگامی که به تنهایی در مقابل همسایه کاشته می شوند ، متفاوت است. اعتبار: Ciro Cabal ، دانشگاه پرینستون

شاید دیده باشید که گیاهان برای رسیدن به نور خورشید – نحوه کشش و کشش برای جلوگیری از دسترسی یکدیگر به اشعه خورشید – رقابت می کنند – اما دور از دید ، نوع دیگری از این نژاد در زیر زمین برگزار می شود. به همان روشی که می توانید هنگام حضور همکاران خود ، به دنبال میان وعده های رایگان در اتاق استراحت باشید ، گیاهان هنگام کاشت با گیاهان دیگر ، استفاده از منابع زیرزمینی را تغییر می دهند.

در مقاله ای که امروز در علوم پایه، یک تیم بین المللی از محققان به سرپرستی دانشجوی کارشناسی ارشد پرینستون ، سیرو کبال ، زندگی زیرزمینی گیاهان را روشن می کند. تحقیقات آنها با استفاده از ترکیبی از مدل سازی و آزمایش گلخانه ای کشف کرده است که آیا گیاهان هنگام کاشت به تنهایی متفاوت از کاشت با همسایه ، در ساختارهای ریشه سرمایه گذاری می کنند.

استیون پاچالا گفت: “این مطالعه بسیار سرگرم کننده بود زیرا چندین نوع آب نبات ذهنی را برای ترکیب نتایج به ظاهر متناقض در ادبیات ترکیب کرد: یک آزمایش هوشمندانه ، یک روش جدید برای مشاهده سیستم های ریشه ای در خاک سالم و یک نظریه ریاضی ساده” استاد بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی (EEB) فردریک D. پتری و نویسنده ارشد مقاله.

کبال ، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه پاکالا ، گفت: “در حالی که قسمت های بالای زمین گیاهان به طور گسترده مورد مطالعه قرار می گیرند ، از جمله میزان کربن آنها می توانند ذخیره کنند ، ما در مورد چگونگی ذخیره کربن در قسمت های زیرزمینی – یعنی ریشه ها” اطلاعات کمتری داریم. “از آنجا که حدود یک سوم زیست توده گیاهی جهان و بنابراین کربن در زیر زمین است ، مدل ما ابزاری ارزشمند برای پیش بینی گسترش ریشه ها در مدل های جهانی سیستم زمین فراهم می کند.”

گیاهان دو نوع ریشه مختلف ایجاد می کنند: ریشه های ریز ، که آب و مواد مغذی را از خاک جذب می کنند و ریشه های حمل و نقل درشت ، که این مواد را به مرکز گیاه منتقل می کنند. گیاه “سرمایه گذاری” در ریشه ها شامل کل حجم ریشه تولید شده و همچنین روش توزیع این ریشه ها در خاک است. این گیاه می تواند تمام ریشه های خود را مستقیماً در زیر شاخه های خود متمرکز کند ، یا می تواند ریشه های خود را به صورت افقی گسترش دهد تا در خاک همسایه تغذیه کند – که این امر خطر رقابت با ریشه گیاهان همسایه را دارد.

چگونگی رقابت گیاهان برای خرید املاک و مستغلات زیرزمینی بر تغییر اقلیم و تولید غذا تأثیر می گذارد

ریشه های گیاه چگونه کربن را ذخیره می کنند؟ محققان پرینستون دریافته اند که انرژی یک گیاه برای ریشه های خود آزاد می کند به مجاورت با سایر گیاهان بستگی دارد: هنگامی که آنها به یکدیگر نزدیک باشند ، گیاهان سرمایه گذاری زیادی در سیستم ریشه خود می کنند تا برای منابع محدود زیرزمینی رقابت کنند. اگر آنها از هم دور باشند ، سرمایه گذاری کمتری انجام می دهند. از آنجا که حدود یک سوم زیست توده گیاهی جهان (و کربن) در زیر زمین است ، این مدل ابزاری ارزشمند برای پیش بینی گسترش ریشه ها در مدل های جهانی سیستم زمین فراهم می کند. گیاهان فلفل در یک گلخانه در Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) در مادرید پرورش داده شدند تا مطالعه کنند که چگونه رفتار آنها در زیر زمین هنگامی که به تنهایی یا در کنار خانه کاشته می شود ، متفاوت است. ریشه گیاهان فلفل همسایه در رنگهای مختلف (با تزریق) رنگ آمیزی شد تا تشخیص دهد که کدام ریشه به کدام گیاه تعلق دارد. اعتبار: Ciro Cabal ، دانشگاه پرینستون

مدل تیمی دو نتیجه بالقوه برای سرمایه گذاری ریشه زمانی که گیاهان در خاک مشترک هستند پیش بینی می کند. در نتیجه اول ، گیاهان همسایه با تقسیم سیستم ریشه خود “همکاری” می کنند تا همپوشانی را کاهش دهند ، که در نتیجه ریشه های کمتری نسبت به تنها بودن آنها حاصل می شود. در نتیجه دوم ، هنگامی که گیاه به دلیل وجود همسایه احساس کاهش منابع در یک طرف می کند ، سیستم ریشه خود را در آن طرف کوتاه می کند ، اما بیشتر در ریشه های زیر ساقه خود سرمایه گذاری می کند.

انتخاب طبیعی این سناریوی دوم را پیش بینی می کند ، زیرا هر گیاه بدون توجه به تأثیر این اقدامات بر سایر افراد ، برای افزایش تناسب اندام خود عمل می کند. اگر گیاهان بسیار به یکدیگر نزدیک باشند ، این افزایش سرمایه گذاری در حجم ریشه ، با وجود تفکیک این ریشه ها ، می تواند منجر به فاجعه ای از کل شود ، که در آن منابع (در این مورد ، رطوبت خاک و مواد مغذی) تخلیه می شوند.

محققان برای آزمایش پیش بینی های مدل ، فلفل را به صورت جداگانه و به صورت جفت در گلخانه پرورش دادند. در پایان آزمایش ، آنها ریشه های گیاهان را در رنگهای مختلف رنگ آمیزی کردند تا به راحتی ببینند کدام ریشه به کدام گیاه تعلق دارد. سپس آنها زیست توده کل سیستم ریشه هر گیاه و نسبت ریشه به شاخه ها را محاسبه می کنند تا ببینند آیا گیاهان هنگام کاشت با همسایگان چه مقدار انرژی و کربن در ساختارهای زیرزمینی و فراتر از زمین رسانده اند و تعداد دانه ها را حساب می کنند ، به عنوان معیار مناسب بودن نسبی توسط هر گیاه تولید می شود.

تیم تحقیق دریافت که نتیجه بستگی به نزدیک بودن یک جفت گیاه به یکدیگر دارد. اگر گیاهان بسیار نزدیک به هم کاشته شوند ، گیاهان احتمالاً سرمایه گذاری زیادی در سیستم ریشه خود خواهند کرد تا سعی کنند برای منابع محدود زیرزمینی با یکدیگر رقابت کنند. اگر در فاصله دورتر کاشته شوند ، احتمالاً کمتر از یک گیاه انفرادی در سیستم ریشه خود سرمایه گذاری می کنند.

به طور خاص ، آنها دریافتند كه گیاهان فلفل وقتی نزدیك به دیگران كاشته می شوند ، باعث افزایش سرمایه گذاری در ریشه ها به صورت محلی می شوند و میزان كشش افقی ریشه ها را برای كاهش همپوشانی با همسایگان كاهش می دهند. هیچ مدرکی از سناریوی “تراژدی مشترک” وجود ندارد ، زیرا هیچ تفاوتی در کل زیست توده ریشه یا سرمایه گذاری نسبی ریشه در مقایسه با ساختارهای سطح زمین (از جمله تعداد بذر تولید شده در هر بوته) برای گیاهان منفرد در مقایسه با گیاهان همزیست وجود ندارد.

گیاهان دی اکسید کربن را از اتمسفر خارج کرده و در ساختارهای خود رسوب می دهند – و یک سوم آن کربن گیاه در ریشه ها ذخیره می شود. درک اینکه چگونه تغییرات در رسوب کربن در سناریوهای مختلف می تواند به ما کمک کند تا با دقت بیشتری ترسیب کربن را پیش بینی کنیم ، که به نوبه خود می تواند به توسعه استراتژی هایی برای کاهش تغییرات آب و هوایی کمک کند. این تحقیق همچنین می تواند به بهینه سازی تولید مواد غذایی کمک کند ، زیرا برای به حداکثر رساندن بازده محصول ، درک نحوه استفاده بهینه از منابع زیرزمینی (و سطح زیرزمینی) مفید است.


مکث مولکولی برای رشد ریشه


اطلاعات بیشتر:
C. Cabal el al. ، “تفکیک عملیاتی ریشه گیاهان” علوم پایه (2020) Science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aba9877

تهیه شده توسط دانشگاه پرینستون

نقل قول: چگونه گیاهان برای خرید املاک و مستغلات زیرزمینی تأثیر می گذارند بر تغییر اقلیم و تولید غذا (2020 ، 3 دسامبر) ، بازیابی شده در 3 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-underground -real-estate-επηρεάζει-آب و هوا. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir