Υδραυλική σύζευξη σε δέντρα κάουρι

στις

Δημοσίευση : iScienceHydraulic Coupling of a Leafless Kauri Tree Remnant to Conspecific Hosts
DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.05.009

Μετάφραση-Επιμέλεια: Πυθεύς

Τα δέντρα θεωρούνται συχνά ως ξεχωριστές οντότητες, όμως τα ριζικά συστήματα σε πολλά από τα είδη τους συνενώνονται με φυσικό τρόπο για την διαμόρφωση μοσχευμάτων καθιστώντας εφικτή την ανταλλαγή νερού, άνθρακα, ανόργανων θρεπτικών συστατικών και μικροοργανισμών μεταξύ των ατόμων της ομάδας.

Αξιοποιώντας το φαινόμενο της διατήρησης στη ζωή ενός άφυλλου (φωτοσυνθετικά αδρανούς) υπολείμματος δέντρου από κάποιο άλλο του είδους του, αναδεικνύουμε την στεγανή φυσιολογική ζεύξη ενός πρέμνου από δέντρο κάουρι ( Agathis australis) με τους ομοειδείς γειτόνους του.

Το απομεινάρι του κορμού εμφάνισε πολύ μειωμένη, ανεστραμμένη ημερήσια ροή χυμών συγκρινόμενο με άθικτα δέντρα κάουρι. Το δυναμικό του νερού στον κορμό επέδειξε δυνατή εικοσιτετράωρη μεταβολή με την ελάχιστη τιμή κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη μεγαλύτερη τη νύχτα, συμπίπτοντας με την ανώτατη και την κατώτατη ροή χυμών των γειτόνων του αντίστοιχα.

Οφειλόμενες στις ατμοσφαιρικές συνθήκες, αιφνίδιες μεταβολές στις σχέσεις του νερού στα παρακείμενα δέντρα κάουρι, αντικατοπτρίστηκαν τάχιστα και αντίστροφα σε εκείνες του ζωντανού υπολείμματος.

Τέτοια στενή υδρολογική ζεύξη υποδηλώνει την κοινή φυσιολογία μεταξύ ομοειδών δέντρων με εκτεταμένες επιπτώσεις για την κατανόηση της λειτουργικότητας των δασών από μέρους μας, ειδικότερα κάτω από συνθήκες λειψυδρίας.

Ημέρα, συνθήκες υψηλής εξάτμισης: Το δέντρο-δωρητής ωφελείται από το εκτεταμένο ριζικό δίκτυο για την πρόσληψη νερού και θρεπτικών συστατικών. Η σύνδεση με το ριζικό σύστημα του δωρητή προκαλεί χαμηλό δυναμικό νερού στο πρέμνο.

Νύχτα, συνθήκες χαμηλής εξάτμισης (βροχή ή πυκνή νέφωση): Το πρέμνο κυκλοφορεί νερό και θρεπτικά συστατικά την ώρα που το δυναμικό του νερού στο κοινό ριζικό σύστημα είναι χαμηλό. Η διαπνοή του δέντρου-δωρητή είναι πολύ χαμηλή ή μηδενική.

Μετωπική όψη του υπολείμματος κορμού δέντρου από το δάσος (Α). Πλάγια όψη που δείχνει τον τυπικό γκρίζο-καφέ φλοιό καούρι με το χαρακτηριστικό σφυρήλατο μοτίβο και ξύλο σε αποσύνθεση  πίσω από αυτό (βέλος) που δείχνει την αρχική περίμετρο κορμού (διακεκομμένη γραμμή) (Β). Οπίσθια όψη που δείχνει έναν παχύ φλοιό  κατά μήκος της άκρης (βέλη). Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει κατά προσέγγιση την αρχική περίμετρο κορμού (C).
Ροή χυμών σε δύο ψηλά, άθικτα δέντρα κάουρι σε κοντινή απόσταση από το ζωντανό υπόλειμμα (Α και Β). Κάθετη και οριζόντια ροή χυμών στο ζωντανό υπόλειμμα (C και D). Δυναμικό νερού του ζωντανού κορμού (Ε). Θερμοκρασία αέρα (Tair) και χαμηλή πίεση ατμών (VPD) (F). Ημερήσια βροχόπτωση (γκρίζες ράβδοι) και ηλιακή ακτινοβολία (λευκοί κύκλοι) (G). Τα βέλη στα πλαίσια A-E υπογραμμίζουν την ταχεία υδραυλική διάδοση του σήματος μεταξύ των διαπνεόντων δένδρων και του συνδεδεμένου, μη διαπνέοντος υπολείμματος κορμού. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν τα δέντρα-οικοδεσπότες διαπνέουν έντονα,  ωφελούνται από ένα μεγαλύτερο ριζικό συστήματος και το υδάτινο δυναμικό του κορμού (Ψ) είναι χαμηλό (H). Κατά τη διάρκεια της νύχτας και σε περιόδους χαμηλών απαιτήσεων εξάτμισης, το ζωντανό κέλυφος κυκλοφορεί το νερό μέσω των ζωντανών ιστών του στο Ψ κοντά στο μηδέν. Με την απουσία διαπνοής, αυτή η κίνηση νερού πιθανότατα προκαλείται από την πίεση στις ρίζες ή την συσσώρευση οσμολυτών (I).

Συμπερασματικά, παρότι μέχρι σήμερα έχουν γίνει εκτενείς αναφορές σε ζωντανά υπολείμματα δέντρων, τα αποτελέσματα της μελέτης για τις φυσιολογικές αλληλεπιδράσεις με άθικτα δέντρα δείχνουν ότι τέτοιου είδους συμβιώσεις ενδέχεται να είναι πολύ πιο σύνθετες από ότι είχε υποτεθεί στο παρελθόν: εκμεταλλευόμενα με φυσικό τρόπο τις «διακοπές» στην διαπνοή των δέντρων, κατά τη διάρκεια της νύχτας ή τις βροχερές ημέρες με μεγάλο υδάτινο δυναμικό στο ριζικό δίκτυο, τα ζωντανά απομεινάρια φαίνεται να ενεργούν με μερική αυτονομία, αξιοποιώντας τους πόρους μάλλον στρατηγικά παρά για να αποτελέσουν μέρος του εκτεταμένου ριζικού δικτύου των γειτονικών δέντρων. Αν και κάποιες μελέτες έχουν υποστηρίξει ότι ο άνθρακας και πιθανόν θρεπτικά συστατικά ανταλλάσσονται ευρέως στα δάση, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ένας τέτοιος παγκόσμιος ξύλινος ιστός (world wood web) ίσως να εκτείνεται πράγματι στα υδραυλικά συστήματα των δέντρων με ευρύτατες επιπτώσεις στις συνέπειες της ξηρασίας και στην μεταφορά παθογόνων. 

provided by