«Список способов, которыми лист может изменять свою форму и структуру, обширен, и прошлые исследования не учитывали должным образом весь этот список», – сказал Бенджамин Делозо, ведущий автор исследования.
Наземные растения не могут двигаться после того, как найдут свой постоянный дом, поэтому они используют методы, позволяющие максимизировать свой потенциал роста в преобладающих условиях, изменяя свою структуру и поведение. Фактор окружающей среды, который наиболее изучался в этом направлении ботанических исследований, – это доступность света, поскольку многие деревья начинают свою жизнь в глубокой тени, но в конечном итоге вырастают высокими, чтобы в старости разместить свои листья на полном солнце.
Эти изменения в преобладающем освещении требуют, чтобы дерево изменило способ построения своих листьев, чтобы извлечь выгоду из света, который доступен во время строительства листа.
"Один размер не подходит всем", – сказал Делозо. "Лист, предназначенный для работы в глубокой тени, будет пытаться использовать каждую частичку ограниченной световой энергии, но лист, выросший на ярком солнце, должен воздерживаться от повреждения чрезмерной энергией."
Исследовательская группа использовала находящееся под угрозой исчезновения дерево Serianthes nelsonii Гуама в качестве модельного вида из-за сложности конструкции его листьев.
Лист этого дерева классифицируется как двуперистый сложный лист, обозначение, которое означает, что один лист состоит из множества более мелких листочков, которые расположены на линейных структурах, имеющих вид стебля. Основным результатом работы было показать, что этот тип листа изменяет многие характеристики всего листа в ответ на преобладающие условия освещения.
Большая часть литературы по этому вопросу не полностью учитывает многие из этих свойств цельного листа и, возможно, недооценивает разнообразие навыков, которые могут принести пользу сложным листьям при достижении максимального потенциала роста.
Это исследование представляет собой пример того, как виды растений, которые внесены в федеральный список как находящиеся под угрозой исчезновения, могут быть использованы для неразрушающих исследований, помогая подчеркнуть ценность сохранения биологического разнообразия мира, находящегося под угрозой исчезновения, при демонстрации универсальной концепции.
Исследование было продолжением нескольких лет исследований в Гуамском университете, направленных на понимание экологии этого вида.
Программа исследований определила пополнение как самое большое ограничение выживания видов. Набор – это то, что ботаники используют для описания превращения сеянцев в более крупные ювенильные растения, которые лучше сохраняют жизнеспособность. Значительное прорастание семян и укоренение проростков происходит в среде обитания Гуама, но 100% сеянцев погибают. Сильное затенение – один из возможных стрессовых факторов, вызывающих гибель всходов.
Проверка этой возможности путем предоставления пересаженных сеянцев с более широким диапазоном пропускания солнечного света, чем 6%, зафиксированных в этом исследовании, может дать ответы на гипотезу экстремального теневого стресса.
Последние результаты дополнили предыдущее исследование команды, которое продемонстрировало, как специализированная листовая железа обеспечивает быстрое движение листка, когда световая энергия чрезмерна.
Это умение изменять ориентацию листовки – это мгновенное поведение, которое снижает ущерб, который может возникнуть в результате чрезмерного воздействия солнечного света.
«То, что дерево не может двигаться само по себе, не означает, что оно не может двигать своими листьями, чтобы избежать стресса», – сказал Делозу.
Serianthes nelsonii был внесен в Список в 1987 году в соответствии с Законом об исчезающих видах.
Официальный план восстановления вида был опубликован в 1994 году и требовал проведения исследований для более полного понимания факторов, ограничивающих успех вида. Эта последняя публикация дополняет знания, которые Университет Гуама генерирует, чтобы принимать решения по сохранению в будущем.