В статье, опубликованной накануне Рождества в журнале Nature, авторы обнаружили, что ключевые аспекты формы и функции (или « черт ») растений, такие как размер целых растений, их листьев и семян, а также физические и химические свойства ткани их стебля и листа, как правило, сочетаются друг с другом удивительно мало распространенными способами. Если представить себе огромное разнообразие сосудистых растений на Земле, занимающих объем в космосе, этот объем выглядит удивительно маленьким и плоским по сравнению с диапазоном возможностей, которые существовали бы, если бы черты менялись независимо друг от друга — так же, как галактика Млечный Путь. не бесформенное облако, а напоминает диск. Три четверти вариации гиперпространства этого признака сосредоточены в двумерном «глобальном спектре форм и функций растений».
Одно из основных измерений в этой плоскости отражает размер целых растений и их частей; другой представляет собой стоимость строительства и качество фотосинтетической площади листьев, начиная от дешевых, хрупких, высокопродуктивных листьев и заканчивая «консервативными» листьями, которые дорого строить, физически прочными и более устойчивыми к засухе или травоядным растениям.
Несомненно, некоторые недостающие комбинации признаков были бы физически нежизнеспособными, например, очень большое семя не могло быть перенесено крошечным растением. Но некоторые вполне жизнеспособные комбинации с биофизической точки зрения редки или отсутствуют; и другие чрезвычайно распространены, даже среди видов с очень разным происхождением.
Это приводит к очень неравномерному заселению спектра видами. Некоторые «горячие» районы населены видами, которые сходятся по своим комбинациям признаков, а другие «холодные» районы довольно редки. "Сегодняшние победители — растения, которые сейчас живут на Земле.
Если бы проделать то же самое с растениями, жившими в далеком прошлом, все выглядело бы совсем иначе. Будет интересно спросить, как экологическая фильтрация и эволюция будут в дальнейшем формировать пространство характеристик растений Земли, особенно перед лицом быстрых и крупномасштабных изменений в землепользовании и климате », — говорит Сандра Диас из CONICET в Национальном университете Кордовы. Аргентина.
Поиск простых, повторяющихся закономерностей специализации растений, лежащих в основе огромного разнообразия сосудистых растений на Земле, был активной областью исследований на протяжении всего ХХ века. «Однако только сейчас мы можем проверить эти идеи на уровне всего завода и в глобальном масштабе», — говорит Йенс Каттге, координатор международной инициативы по свойствам растений, которая сделала возможным создание набора данных. "Благодаря новым глобальным совместным усилиям, таким как база данных TRY, это стало реальностью."
Ян Райт из Университета Маккуори, Австралия, говорит: «Важным применением глобального спектра форм и функций растений будет помочь нам понять экологические аспекты эволюции растений из глубокого прошлого в настоящее и в будущее. Это также позволит более реалистично представить разнообразие растений в глобальных моделях растительности «следующего поколения», используемых для исследования воздействия изменения климата и землепользования на мировые экосистемы.Исследователь из Миланского университета Саймон Пирс добавляет: «Понимание того, какие сочетания свойств растений являются жизнеспособными, помогает нам понять, как экономически важные черты, такие как урожай семян и производство биомассы, влияют друг на друга и естественные ограничения этих свойств в растительном мире.«Кроме того,« поскольку форма и функция растений критически влияют на влияние растительности на связывание углерода или динамику плодородия почвы, эти результаты могут иметь серьезные последствия для функционирования экосистемы сейчас и в будущем », — комментирует Сандра Лаворель из CNRS, Гренобль, Франция.