Почему паразитические орхидеи отказываются от фотосинтеза

Некоторые орхидеи отказываются от фотосинтеза и целиком переходят на паразитический образ жизни — и начинают расти даже пуще прежнего. Портал popsci.com рассказал, почему это происходит.

Большинство видов орхидеи живут в симбиотических отношениях с естественными грибками, которые содержатся в их корнях. Растения обеспечивают грибки сахаром при помощи фотосинтеза, а взамен получают влагу и минералы. Однако некоторые орхидеи полностью отказались от фотосинтеза и полагаются целиком на грибки.

Научная работа, недавно опубликованная в журнале The Plant Journal, рассмотрела Oreorchis patens — орхидею, произрастающую в восточной части Азии и на Дальнем Востоке России. Она известна своими ярко-желтыми цветками. Данный вид считается частично паразитическим: он может производить собственную пищу, но половину питательных веществ получает от грибков. Помимо этого, его корневища иногда вырастают в форме коралла — подобное часто наблюдается среди орхидей, полностью питающихся от грибков.

С июня 2010 по ноябрь 2021 авторы работы провели полевые наблюдения в трех умеренных лесах, где росли более 100 взрослых Oreorchis patens. Большая часть растений находилась у разлагавшихся бревен на лесной подстилке или под ее верхним слоем. Команда обнаружила, что орхидеи, которые росли у гниющей древесины, меняли своих грибковых симбионтов на тех, что специализировались на разложении дерева. Подобная метаморфоза позволяет значительно повысить приток питательных веществ от гниющих бревен, но при этом не останавливает фотосинтез.

Кроме того, растения, пользовавшиеся этим механизмом питания, зачастую были больше прочих и производили больше цветков. Фактически, эти орхидеи не просто заместили дефицит фотосинтеза грибковым питанием — они в целом повысили свой бюджет питательных веществ. Чистая связь между грибковым паразитизмом и здоровьем растений предоставляет четкое экологические объяснение, почему некоторые фотосинтезирующие растения могут пойти подобным путем.

Остается вопрос: почему лишь менее 10% этих орхидей отличились адаптацией. Для того, чтобы стать паразитом, орхидее нужно заменить обычных симбионтов на грибки, растущие близ разлагающейся древесины. Нюанс в том, что они растут лишь на определенных стадиях разложения. Другими словами, орхидеи переключаются на паразитический образ жизни лишь при наличии возможности — не тогда, когда захотят. А возможность подворачивается редко.