2023-02-23 20:03:10
根的进化改变了地球上的生命——了解它们可以帮助我们种植更有弹性的植物。
4 亿多年前,在一片极薄的土壤中,一株微小的植物做了一件革命性的事情:它的一根枝条向下生长。那个冒险的分支,以及随后的分支,成为世界的第一个根源——它们永远改变了地球上的生命。以前,植物离根最近的东西是浅而多毛的植物,提供一些固定点。但随着根源的发展,他们的技能远远不止于此。植物获得了一套全新的超能力,使它们能够在地下觅食水和养分,并利用这些资源长成树木大小,形成地下联盟,将无形的沼泽引入蜿蜒的溪流和河流,改造土壤,甚至改变气氛。
这些活动仍在我们眼皮底下进行,在森林和公园、菜地和花盆中——但科学家和园丁才刚刚开始发现它们的全部潜力,并利用它们来种植更具韧性的植物。
根是植物中隐藏的一半,在很多情况下,除非你除草过,否则你对它们的了解并不多。然而,“我们可以从更根本的理解植物中学到很多东西。在进化过程中我们可以看到的许多东西都是人们可以在他们的花园中实际体验到的东西。”
得益于对燧石的研究,在根部方面取得了多项突破性发现,燧石是在村附近发现的保存完好的具有 4.07 亿年历史的化石矿床。
燧石或岩石捕捉到了处于重大变革风口浪尖的生态系统的一部分,让我们“对这片土地本来的样子有了一个凝固的时间视图”。在那个僵化的生态系统中没有完全进化的根源。但是燧石中的一种植物有一种未完成的根,介于树枝和根之间。它向下生长,但还没有保护现代根尖的根冠。
随着这个早期根的进化和生长,它开始征服它周围相当贫瘠、土壤稀薄的世界。有一个临界区的概念,地球表面的薄层,基本上所有生命都在那里,根就在那里,他们正在设计并彻底改造它。
在接下来的数百万年里,越来越强大的根系将地球表面揉捏成形,打碎岩石,并将加深的土壤固定在一起。临界区从只有几毫米增长到几米,并开始充满微生物。描述了一种新兴的巨型石松植物景观,这是一种相对罕见的古老植物群,高耸于我们现代园林植物的蕨类祖先。
从进化的角度来看,这一切都是在眨眼之间发生的。从大约 4.07 亿年前的燧石时代开始,我们前进了大约 2000 万年左右,到大约 380、3.9 亿年前,突然之间,我们有了森林和树木。所以化石记录似乎表明这确实是植物形式爆炸的时代。
事实上, 根是一种很好的策略,植物至少在两个完全不同的场合想出了它们。一个包括燧石中的植物群,以及现代的复活植物,它可以在干涸的情况下存活——逐渐长出根。种子植物,包括大多数园林植物,后来也开发了它们。
今天,在那个遥远的过去开发的策略和微生物联盟仍在塑造我们的世界——园丁们正在利用它们来种植更高产、更有营养和更有弹性的植物。
一团白色的根。它们之间点缀着灰粉色的小球。人们可能很容易将它们误认为是昆虫卵或肥料珠。但它们实际上是友好细菌的家园,是一种非常古老的友谊的一部分。
豆类——例如豆类、豌豆、花生、鹰嘴豆和三叶草——与细菌形成共生关系,可以固定空气中的氮并将其转化为氨,植物随后将其转化为蛋白质并用于生长,将多余的储存在它的叶子和种子。传统上用于制作糖果和糖浆的甘草根也是一种豆科植物,具有相同的固氮能力。
作为回报,植物将细菌容纳在根瘤中——神秘的小球——并为它们提供糖分和氧气。(结节呈粉红色,因为与氧气结合的分子称为豆血红蛋白,是红色的,类似于我们血液中携带氧气的血红蛋白。)
这种互惠互利的关系大约有 6000 万年历史,建议在除草时寻找三叶草根部的结节,如果你想亲眼看看的话。
这种友谊在全球营养中起着至关重要的作用。它们是养活世界的一种非常重要的作物,小心地将植物放回花盆中。豌豆、黄豆、鹰嘴豆,它们能获得更多的蛋白质,因为它们之间存在这种关系,所以如果你采用植物性饮食,它们就非常好。这就是为什么这种关系非常重要的原因。这也意味着豆类不需要氮肥。
其他关系甚至更古老,例如菌根共生,即植物和真菌之间由 85% 以上的植物物种形成的长期互利关系。像根一样,真菌才刚刚开始被更充分地理解和欣赏。
因为真菌 大部分]生活在地下,通常它们是看不见的,我们对它们知之甚少,研究真菌与植物的关系不同的生态系统。多年来,土壤一直是一个大黑匣子。
植物可以与数百种真菌建立联系。这些真菌,与根相比,它们更薄,更长,因此它们可以离根更远,它们可以融合,它们可以进入非常小的孔隙,并获得植物无法获取的养分。它们可以从更远的地方收集水,因此它们有助于提高弹性。 这在严酷、低营养的环境中尤其重要,例如阿尔卑斯山的高山。它们还覆盖了根部非常精细的尖端,因此它们就像是害虫的物理屏障。所以它们真的对它们有帮助。作为回报,植物通过光合作用为它们提供糖分。
即使在普通的花园里,植物从完全不同的栖息地聚集在一起,它们也会与真菌形成群落,并且通过与其根部相连的真菌彼此形成群落。蚕豆植物利用菌根网络进行战争,在蚜虫攻击时互相提醒,这样尚未受影响的植物就可以做好防御准备。植物甚至利用这样的网毒化竞争对手的地面。关键因素不一定是植物是否一起进化,而是它们是否可以与同一类型的真菌联系起来——利用同一个网络来获取营养。玫瑰和草等不同的植物可以通过这种方式连接起来。
那么种植以根和真菌为动力的花园的秘诀是什么?一个解决方案是让时光倒流——不是数百万年,而是几个世纪,回到发明了一种具有惊人弹性和对根系友好的园艺方式的传统社区。
世界上一些最健壮、寿命最长的花园从森林中汲取了根系健康方面的经验,模仿了树木、灌木和耐荫地面植物的组成。
源:BBC
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