Storczyki mogą się ukrywać. Członkowie tej różnorodnej rodziny roślin, znani ze swoich niezwykle atrakcyjnych kwiatów, od dawna są znani ze swojej zdolności do wchodzenia w dłuższe okresy spoczynku - czasami przez rok lub dłużej. Rośliny schronią się pod ziemią, a bez liści i potrzeby fotosyntezy storczyki polegają na grzybach, których potrzebują do przeżycia.
Naukowcy długo zastanawiali się, co skłania rośliny do przejścia ze stanu uśpienia i wysyłania pędów. Teraz, nowe badanie przeprowadzone przez grupę naukowców z Smithsonian Environmental Research Center w Edgewater w stanie Maryland, wyjaśnia, w jaki sposób koncentracja niektórych grzybów w glebie powoduje przebudzenie jednego północnoamerykańskiego gatunku storczyka, pokręconego pogonia.
„Jest to niezwykle rzadka orchidea i tak rzadka, jak to się dzieje, nie jest tak rzadka, jak nam się wydawało, ponieważ spędza dużo czasu na ukrywaniu się pod ziemią” - mówi ekologka Smithsonian, Melissa McCormick, jedna z autorek artykułu. „Przeprowadziliśmy kilka wcześniejszych badań grzybów mikoryzowych storczyków. . . byliśmy zainteresowani, czy obfitość grzybów w glebie wpływa nie tylko na to, gdzie się znajdują, ale także na ich pojawienie się. ”
Grzyby okazały się kluczowe. Większość storczyków tworzy symbiotyczne związki z określonymi gatunkami grzybów w celu przetrwania. W nasionach orchidei brakuje skrobiowego bielma, który pomaga karmić nowe kiełki wielu innych rodzajów roślin. Zamiast tego nasiona zależą od grzyba mikoryzowego w glebie. Wysyłają zdjęcia tylko wtedy, gdy nadejdzie czas kwitnienia i rozmnażania się. Pogonia drobno pokręcona ma ten związek z grzybem mikoryzowym w rodzinie Russulaceae.
Naukowiec z Smithsonian, Melissa McCormick, twierdzi, że istnieje związek między okresem uśpienia drobno pokręconych pogoni a ilością określonego rodzaju grzyba w glebie. (Dennis Whigham) McCormick przeanalizował DNA próbek gleby pobranych bezpośrednio przy dzikich pogoni z małym kręgiem i wykorzystał te dane do obliczenia, ile strzępek Russulaceae był obecny w glebie w każdym miejscu.
Kiedy McCormick i czterech innych naukowców zaangażowanych w badania porównali liczebność Russulaceae w glebie z częstotliwością, w której uśpione pogoni budzili się i wysyłali pędy, znaleźli wyraźny związek: większe populacje grzyba oznaczały, że rzadsze pogoni pojawiły się częściej. Innymi słowy, więcej właściwego grzyba w glebie pomaga storczykowi częściej wychodzić z uśpienia.
W przeszłości, bez możliwości analizowania DNA próbki, nie było praktyczne obliczenie dokładnej ilości jakiegokolwiek grzyba. Nawet pod mikroskopem wiele grzybów wygląda bardzo podobnie. „W próbce gleby wielkości fasoli lima masz prawdopodobnie kilkaset gatunków grzybów”, mówi McCormick.
„Ten grzybowy aspekt wszystkich tych prac jest znany od czasów Darwina”, mówi Dennis Whigham, starszy botanik w Smithsonian Environmental Research Center i współautor badania. „Ale dopiero w ostatnich latach byliśmy w stanie naprawdę po niego sięgnąć i spojrzeć na DNA grzybów, aby zobaczyć, jakie są”.
Gdy grzyby zetkną się z korzeniem storczyka, tworzą pelotony lub zwinięte kule, które orchidea wykorzystuje jako składniki odżywcze. (Liz Kabanoff) Niektóre z najbardziej podejrzanych storczyków z regionów tropikalnych sprawiły wrażenie, że storczyki są egzotyczną, tropikalną grupą roślin. Ale storczyki są w rzeczywistości bardzo rozpowszechnione, nawet w Stanach Zjednoczonych. „Mamy ponad 200 gatunków i występują one w każdym stanie”, mówi Whigham. „Około 60 procent z nich ma kłopoty gdzieś, gdzie występują”.
Upadek wielu populacji amerykańskich storczyków skłonił Whighama i innych do stworzenia Północnoamerykańskiego Centrum Ochrony Orchidei, opartego na Smithsonian Environmental Research Center. Centrum współpracuje z około 50 współpracownikami w celu ochrony siedlisk oraz gromadzenia nasion i próbek grzybów mikoryzowych oraz przeprowadzania badań takich jak ten.
Co grzyb wyciąga z tego związku ze storczykiem? Prawdopodobnie niewiele.
„Wszystkie rośliny lądowe na Ziemi mają interakcje z grzybami”, mówi Whigham. Te partnerstwa nazywane są „wzajemnymi”. Ale prawie wszystkie dowody wskazują, że w relacji grzyb-storczyk orchidea jest bardzo potrzebującym partnerem.
