trei ani în cea mai gravă secetă înregistrată, fermierii din California au luat măsuri pentru a face față lipsei de apă. Unii fermieri au forat noi puțuri adânc sub pământ. Alții părăsesc câmpurile necultivate, așteptând seceta până când va fi din nou suficientă apă pentru a-și semăna culturile. Încă alți fermieri s-au mutat în locații mai verzi și mai umede.când natura nu oferă suficientă apă, fermierii își folosesc creierul, forța și o mulțime de tehnologii pentru a găsi soluții. Oricât de inteligente ar părea aceste soluții, puține sunt cu adevărat atât de noi., Multe plante de deșert se bazează pe strategii similare pentru a învinge seceta-și au făcut acest lucru de mii, dacă nu chiar milioane de ani.în deșerturile din sud-vestul Statelor Unite și nordul Mexicului, plantele native au venit cu trucuri uimitoare pentru a supraviețui și chiar a prospera. Incredibil, aceste plante se confruntă în mod obișnuit cu condiții uscate. Aici, plantele pot merge un an fără să vadă o picătură de ploaie.,
Modul de gestionare a atras interesul oamenilor de știință. Acești cercetători descoperă tot felul de strategii folosite de plantele deșertului pentru a supraviețui și a se reproduce. De exemplu, arborele mesquite se bazează pe găsirea unor condiții mai bune în altă parte., În loc să se miște — ceea ce nu poate face singur — această plantă se bazează pe animale pentru a-și mânca semințele și apoi a le împrăștia cu fecalele. Între timp, bushul creozot este asociat cu microbii din sol. Acești microbi îl ajută să supraviețuiască stresului real de a trăi într-un climat persistent de cald și uscat. Și multe flori sălbatice joacă cu semințele lor într — un mod care le poate ajuta să depășească — și să depășească-chiar și cea mai gravă secetă.
săpat adânc pentru apă
Deșertul Sonoran este situat în Arizona, California., și nordul Mexicului. Temperaturile de vară în timpul zilei de multe ori top 40° Celsius (104° Fahrenheit)., Deșertul se răcește în timpul iernii. Temperaturile pe timp de noapte pot scădea acum sub îngheț. Deșertul este uscat în cea mai mare parte a anului, cu anotimpuri ploioase vara și iarna. Cu toate acestea, chiar și atunci când vin ploile, deșertul nu primește prea multă apă. Deci, o modalitate prin care aceste plante s-au adaptat este să crească rădăcini foarte adânci. Aceste rădăcini se găsesc în surse de apă subterană mult sub suprafața solului.Velvet mesquite (Prosopis velutina) este un arbust comun în deșertul Sonoran. Rădăcinile sale se pot scufunda mai mult de 50 de metri (164 de picioare). E mai înaltă decât o clădire cu 11 etaje., Acest lucru poate ajuta la potolirea setei unui mesquite complet crescut, un arbust legat de fasole. Dar răsadurile trebuie să găsească o soluție diferită pe măsură ce încep să încolțească.înainte ca o sămânță să se rădăcească, trebuie să aterizeze într-un loc bun pentru a crește. Deoarece semințele nu pot merge, ele se bazează pe alte metode de răspândire. O modalitate este de a merge vânturile. Mesquite are o abordare diferită.
Fiecare dintre aceste plante produce sute — poate chiar mii — de a păstăilor. Păstăile arată foarte mult ca fasolea verde,dar au gust dulce dulce. Sunt, de asemenea, foarte hrănitoare. Animalele (inclusiv oamenii) pot mânca mesdestul de păstăi uscate. Cu toate acestea, semințele în sine, care cresc în interiorul păstăilor dulci, sunt greu de rock. Când animalele mănâncă păstăile, acoperirea dură a semințelor permite multor dintre ele să scape de a fi zdrobite prin mestecare., Semințele dure călătoresc tot drumul prin intestin. În cele din urmă, ei ies de cealaltă parte, în caca. Deoarece animalele sunt adesea în mișcare, ele pot vărsa semințele peste tot în deșert.
obtinerea mâncat ajută mesquite într-un al doilea mod, de asemenea. Acoperirea dură a semințelor sale face, de asemenea, dificilă intrarea apei în ele. Și asta este necesar pentru ca o sămânță să încolțească. Dar când un animal mănâncă o păstaie, sucurile digestive din intestin descompun acum stratul semințelor. Când aceste semințe în cele din urmă obține excretat în fecale animalului ei vor fi în cele din urmă gata să crească.,desigur ,pentru a crește bine, fiecare sămânță mesquite trebuie să aterizeze într-un loc bun. Mesquite crește, de obicei, cel mai bine în apropierea fluxurilor sau arroyos. Arroyos sunt pârâuri uscate care se umple cu apă pentru o scurtă perioadă de timp după ploi. Dacă un animal merge la pârâu pentru a bea și apoi își face afacerea în apropiere, sămânța mesquite are noroc. Fecalele animalului oferă, de asemenea, fiecărei semințe un mic pachet de îngrășământ pentru momentul în care începe să crească.după ce un animal împrăștie semințe mesquite prin deșert, semințele nu germinează imediat., În schimb, ei stau în așteptarea ploilor-uneori de zeci de ani. Odată ce ploaia va cădea, semințele vor încolți. Acum, ei se confruntă cu o cursă contra cronometru. Aceste semințe trebuie să trimită rapid rădăcini adânci înainte ca apa să se usuce.Steven R. Archer studiază cum funcționează. Este ecologist la Universitatea din Arizona din Tucson. E în inima deșertului Sonoran. „Studiez sistemele ecologice, ceea ce înseamnă plantele și animalele, solurile și clima și modul în care acestea interacționează între ele”, explică el.,Deșertul Sonoran nu primește ploi lungi și susținute, notează el. Cele mai multe ploi cad în rafale scurte. Fiecare ar putea livra suficientă apă pentru a uda partea superioară a solului (2,5 centimetri). „Dar în anumite perioade ale anului”, notează Archer, ” obținem destul de multe dintre aceste impulsuri de apă.”Un puls este o scurtă explozie de ploaie. Poate dura de la câteva minute până la o oră.Archer și echipa sa au vrut să vadă cum două specii de plante răspund la aceste impulsuri. Experții au lucrat cu Mesquite de catifea și un arbust aferent, acacia cu gheare de pisică (Acacia greggii)., În teste, oamenii de știință au turnat semințe cu cantități diferite de apă. Au livrat-o în număr diferit de impulsuri. Mai târziu, au măsurat cât de repede au încolțit semințele și au crescut rădăcinile.
O furtună care picături de 2 cm (0,8 inci) de ploaie oferă mai mult decât suficientă apă pentru semințe de mesquite sau salcam arbust pentru a germina. Atât de multă ploaie poate păstra top 2.,5 centimetri de sol umed timp de 20 de zile.Această perioadă este crucială. Fiecare răsad „trebuie să aibă o rădăcină suficient de adâncă în primele câteva săptămâni după germinare pentru a supraviețui perioadei lungi de secetă care va veni inevitabil”, explică Archer. În deșertul Sonoran, de fapt, un sfert din toate plantele perene-plantele care trăiesc mulți ani — mor în primele 20 de zile după germinare.
în interiorul unei serii, oamenii de știință au plantat semințe de mesquite de catifea și salcâm de gheare de pisică. Apoi le-au înmuiat cu între 5, 5 și 10 centimetri (2, 2 și 3, 9 inci) de apă pe parcursul a 16 sau 17 zile., La sfârșitul experimentului, oamenii de știință au măsurat creșterea plantelor.semințele Mesquite au germinat rapid. Au încolțit după 4,3 zile, în medie. Semințele de salcâm, în schimb, au durat 7,3 zile. Mesquite a crescut, de asemenea, rădăcini mai adânci. Pentru plantele care au primit cele mai multe apa, mesquite rădăcinile au crescut la o adâncime medie de 34.8 cm (13.7 cm), comparativ cu doar 29.5 centimetri de salcam. La ambele specii, rădăcinile au crescut mai mult cu fiecare centimetru suplimentar de apă pe care plantele l-au primit., Salcâmul a crescut mai mult deasupra solului; mesquite și-a pus cea mai mare parte a energiei în creșterea unei rădăcini adânci cât mai repede posibil.creșterea unei rădăcini adânci foarte rapid ajută la asigurarea supraviețuirii unui mesquite. Un studiu a analizat un tip diferit, Mesquite de miere (P. glandulosa). Majoritatea plantelor tinere din această specie care au supraviețuit primelor două săptămâni după germinare au continuat să supraviețuiască timp de cel puțin doi ani. Acest studiu a fost publicat pe 27 ianuarie 2014, în PLOS ONE.
bacterii prietenoase cu plantele
o altă plantă comună de deșert — tufișul creozot — a adoptat o strategie diferită de supraviețuire., Nu se bazează deloc pe rădăcini adânci. Totuși, planta este un adevărat supraviețuitor al deșertului. Cel mai vechi tufiș creozot, o plantă din California numită clona Regelui, este estimată la 11,700 de ani. Este atât de veche încât atunci când a germinat pentru prima dată, oamenii abia învățau să cultive. Este mult mai veche decât piramidele Egiptului Antic.de asemenea, cunoscut sub numele de Larrea tridentata, această plantă este extrem de comună în zonele mari ale deșerturilor Sonoran și Mojave (moh-HAA-Vee). (Mojave se află la nord de Sonoran, și acoperă porțiuni din California, Arizona, Nevada și Utah.,) Frunzele mici, uleioase ale tufișului creozot au un miros puternic. Atingerea lor vă va lăsa mâinile lipicioase. Ca și mesquite, creozotul produce semințe care pot crește în plante noi. Dar această plantă se bazează și pe un al doilea mod de a-și menține specia: se clonează.
clonarea ar putea suna ca ceva dintr-un film Star Wars, dar multe plante se pot reproduce în acest fel. Un exemplu comun este Cartoful. Un cartof poate fi tăiat în bucăți și plantat. Atâta timp cât fiecare piesă include o adâncitură numită „ochi”, ar trebui să crească o nouă plantă de cartofi., Acesta va produce cartofi noi, care sunt genetic la fel ca cartoful părinte.după ce o nouă plantă creozotă trăiește aproximativ 90 de ani, începe să se cloneze. Spre deosebire de un cartof, tufișurile creozote cresc ramuri noi din coroanele lor — partea plantei unde rădăcinile lor se întâlnesc cu trunchiul. Aceste ramuri noi își dezvoltă apoi propriile rădăcini. Aceste rădăcini ancorează noile ramuri de la 0,9 până la 4,6 metri (3 până la 15 picioare) în sol. În cele din urmă, părți mai vechi ale plantei mor. Noua creștere, acum ancorată de propriile rădăcini, trăiește.,
pe măsură ce planta se maturizează, se formează o mari, neregulate cerc. În centru, părțile vechi și moarte ale plantei creozote putrezesc. Clonele noi cresc și se înrădăcinează în jurul perimetrului.
David Crowley este un microbiolog de mediu la Universitatea din California, Riverside. El studiază lucruri vii în mediul care sunt prea mici pentru a vedea fără microscop., În 2012, a vrut să învețe cum clona regelui ar fi putut trăi atât de mult timp cu rădăcini atât de superficiale.această plantă „este situată într-o zonă în care adesea nu există ploaie pentru un an întreg”, subliniază Crowley. „Și totuși, această plantă stă acolo, supraviețuind timp de 11.700 de ani în cele mai extreme condiții — sol nisipos, fără apă, substanțe nutritive scăzute disponibile. E foarte cald.”Echipa sa a vrut să cerceteze bacteriile din sol care ar putea ajuta la promovarea creșterii plantelor.Crowley și echipa sa studiază modul în care bacteriile beneficiază plantele., Ei au dezvoltat o ipoteză că o mulțime de bacterii diferite trăiesc în apropierea rădăcinilor Regelui Clone și că ele ajută la menținerea în viață a creozotului antic.pentru a afla, oamenii de știință au săpat în jurul rădăcinilor Regelui Clone. Experții au identificat apoi bacteriile care trăiesc în acest sol. Au făcut asta studiind ADN-ul germenilor. Majoritatea bacteriilor au fost tipuri care ajută plantele să crească în moduri diferite. O parte din sănătatea plantei, concluzionează acum Crowley, poate urmări acele „microorganisme deosebit de bune de pe rădăcinile sale.unele dintre bacterii au produs hormoni de creștere a plantelor., Un hormon este un produs chimic care semnalează celulele, spunându-le când și cum să se dezvolte, să crească și să moară. Alte bacterii din sol pot lupta împotriva germenilor care îmbolnăvesc plantele. Oamenii de știință au descoperit, de asemenea, bacterii care interferează cu răspunsul unei plante la stres.solul sărat, căldura extremă sau lipsa apei — toate pot stresa o plantă. Când este stresată, o plantă poate răspunde trimițându-și un mesaj că „ar trebui să înceteze să crească. Ar trebui să se mențină și să încerce să supraviețuiască”, notează Crowley.plantele își alertează țesuturile producând gaz de etilenă (ETH-uh-leen). Plantele fac acest hormon într-un mod ciudat., În primul rând, rădăcinile unei plante fac o substanță chimică numită ACC (scurt pentru acidul 1-aminociclopropan-l-carboxilic). De la rădăcini, ACC călătorește o plantă, unde va fi transformată în gaz de etilenă. Dar bacteriile pot întrerupe acest proces consumând ACC. Când se întâmplă acest lucru, planta nu primește niciodată propriul mesaj pentru a nu mai crește.dacă stresul a devenit prea rău — prea puțină apă sau temperaturi foarte, foarte ridicate — această creștere non-stop ar provoca moartea plantei. Cu toate acestea, dacă stresul este suficient de mic, atunci planta supraviețuiește bine, a învățat echipa lui Crowley., A publicat concluziile sale în revista microbian Ecology.
jocuri de noroc flori
Mesquite și creozot sunt ambele plante perene. Asta înseamnă că acești arbuști trăiesc mulți ani. Alte plante de deșert, inclusiv multe flori sălbatice, sunt anuale. Aceste plante trăiesc un singur an. Asta le lasă doar o șansă de a produce semințe înainte de a muri.
acum imaginați-vă dacă fiecare dintre aceste semințe a germinat în urma unei furtuni. Dacă ar fi urmat o vrajă uscată și toate puieții mici ar fi murit, planta nu ar fi reușit să se reproducă., Într-adevăr, dacă acest lucru s-ar întâmpla cu fiecare plantă de acest gen, specia sa ar dispărea.din fericire pentru unele flori sălbatice, asta nu se întâmplă, observă Jennifer Gremer. E Ecologistă la U. S. Geological Survey. Anterior, în timp ce Gremer lucra la Universitatea din Arizona din Tucson, ea a studiat modul în care semințele de flori sălbatice evită să facă alegeri proaste.”Uneori, oamenii care plasează pariuri folosesc aceeași strategie. Cu plante, strategia nu este vorba de a câștiga bani, cu toate acestea. Este vorba despre supraviețuirea speciei sale.
pariorii acoperă uneori un pariu. Acesta este un mod de a încerca și de a limita riscul lor., De exemplu, dacă ați fi pariat un prieten $5 că Kansas City Royals ar câștiga World Series 2014, v-ar fi pierdut toți banii. Pentru a acoperi pariul, ai fi putut paria un alt prieten $2 că Royals ar pierde World Series. În acest fel, atunci când Royals a pierdut, ai pierdut $5 dar a câștigat $2. Asta ar fi putut încă să doară, dar probabil nu la fel de rău ca și cum ai fi pierdut toți cei 5 dolari.
florile sălbatice din Deșertul Sonoran își acoperă și pariurile. Pariul pe care îl acoperă este: „dacă cresc anul acesta, pot produce mai multe semințe înainte de a muri.”
Imaginați-vă că o floare sălbatică din deșert produce 1.000 de semințe care cad toate la pământ. În primul an, doar 200 de semințe germinează. Ăsta e pariul. Celelalte 800 de semințe sunt gardul său., Ei doar mint și așteaptă.dacă acel prim an este foarte ploios, cele 200 de semințe ar putea avea o șansă bună de a crește în flori. Fiecare, la rândul său, poate produce mai multe semințe. Dacă anul este foarte uscat, totuși, multe, dacă nu cele mai multe, din semințele care au germinat vor muri. Niciuna dintre aceste semințe nu a ajuns să se reproducă. Dar datorită gardului viu, planta primește oa doua șansă. Mai are încă 800 de semințe în sol, fiecare capabilă să crească anul viitor, anul următor sau poate un deceniu mai târziu. Ori de câte ori vin ploile.
Hedging-ul are riscurile sale. Păsările și alte animale de deșert le place să mănânce semințe., Deci, dacă o sămânță stă pe fundul deșertului mulți ani înainte de a crește, s-ar putea să fie mâncată.Gremer și echipa ei au vrut să știe cum 12 anuale comune de deșert și-au acoperit pariurile. Experții au numărat ce parte din semințe au germinat în fiecare an. De asemenea, au numărat ce parte din semințele ungerminate au supraviețuit în sol. (De exemplu, unele semințe ajung să fie mâncate de animale.)
cum ar fi norocul, un alt ecologist de la Universitatea din Arizona, Lawrence Venable, a colectat date despre semințele de flori sălbatice timp de 30 de ani., El și Gremer au folosit aceste date pentru un nou studiu.
în Fiecare an, Venable ar eșantion deșert sol și apoi conta semințele fiecărei specii de flori în ea., Acestea reprezentau semințe care încă nu germinaseră. După fiecare ploaie, echipa sa a numărat câte au încolțit în răsaduri. Venable ar urmări apoi răsadurile pentru restul sezonului pentru a vedea dacă își pun semințe proprii. Gremer a folosit aceste date pentru a calcula câte semințe au germinat în fiecare an și, în cele din urmă, câte dintre acestea au continuat să producă mai multe semințe.
ea bănuia că dacă o specie de floare de deșert este foarte bună la supraviețuire, majoritatea semințelor sale ar germina în fiecare an. Și suspiciunile ei s-au dovedit corecte.,ea a folosit matematica pentru a anticipa câte semințe din fiecare plantă ar germina în fiecare an dacă planta ar folosi cea mai bună strategie posibilă de supraviețuire. Apoi și-a comparat presupunerile cu ceea ce au făcut cu adevărat plantele. Prin această metodă, ea a confirmat că plantele și-au acoperit pariurile până la urmă. Unele specii s-au descurcat mai bine decât altele. Ea și Venable au descris descoperirile lor în numărul din martie 2014 al Ecology Letters.Filaree (Erodium texanum) și-a acoperit pariurile doar puțin. Această plantă produce „semințe mari, delicioase” pe care animalele le place să le mănânce, explică Gremer., De asemenea, este mai bine decât multe alte anuale deșert la supraviețuitor fără prea multă apă. În fiecare an, aproximativ 70% din toate semințele de filaree germinează. La urma urmei, dacă semințele gustoase au rămas în sol, animalele ar putea mânca cele mai multe dintre ele. În schimb, atunci când semințele germinează, au șanse mari să supraviețuiască și să se reproducă. Acesta este gardul acestei plante.
Un foarte mic în raport de floarea-soarelui adoptă abordarea opusă în hedging pariurile sale. Numit tutun de iepure (Evax multicaulis), animalele rareori își mănâncă semințele foarte mici, care arată ca boabele de piper. Deci, această plantă poate juca lăsând semințele sale situate în jurul podelei deșertului. De fapt, în fiecare an, doar 10-15% din semințele sale germinează., Și când o plantă face — și supraviețuiește în deșert suficient de mult pentru a produce semințe-produce o mulțime și o mulțime de semințe. Într-adevăr, face mult mai mult decât o filaree.
lipsa apei face dificilă creșterea plantelor. Este ceva ce fermierii de culturi din California au văzut prea bine în ultimii trei ani de secetă. În deșerturile din sud — vestul Statelor Unite, seceta este o caracteristică permanentă a vieții-totuși, acolo, multe plante încă prosperă. Aceste plante reușesc deoarece au evoluat diferite moduri de a germina, crește și reproduce.,
