Až opadá listí z dubu
Letošní podzim nám opět ukázal, že listí opravdu může opadávat v listopadu, i když si pamatuju z mého dětství, že v říjnu bylo obvykle už hotovo. Samozřejmě, stejně jako ve Werichově pohádce „Až opadá listí z dubu“, duby jsou výjimkou, ale jsou výjimkou jedinou?
Opadávání listí je ohromně zajímavý úkaz nejen pro milovníky přírody, ale také pro nás botaniky. Opadavost stromů a existence bylin, které ztrácejí všechny nadzemní části a přezimují pod zemí, je adaptací, jak přežít mrazivou zimu. Tyto strategie, i když tu a tam existovaly i dříve, dostaly příležitost se uplatnit a vedly ke vzniku mnoha nových druhů, když se klima ve třetihorách, zhruba před 35 miliony lety, začalo ochlazovat. Opadavé rostliny nechrání své zelené části před mrazem, ale poté, co z nich vyčerpají vše, co mohou znovu použít, je nechají odumřít.
Odumřelé části rostlin jsou velmi bohaté na uhlík, a hrají proto důležitou roli v koloběhu uhlíku. Mikrobiální společenstva v půdě uhlík z opadaného listí částečně spotřebují ke svému růstu, částečně ho prodýchají a část ho v půdě zůstane jako půdní uhlík. Půdní uhlík se může později stát substrátem pro růst mikrobů a mikrobiální aktivita je důležitá pro úrodnost půd. Množství půdního uhlíku nezáleží jen na odumřelých nadzemních částech rostlin, ale také na látkách vylučovaných kořeny (kořenových exudátech) a na odumřelých podzemních částech rostlin. Rostliny tedy výrazně přispívají k ukládání uhlíku do půdy, a to hlavně společenstva bylin. Jejich funkce v koloběhu uhlíku je přitom často přehlížena, schopnost ukládat uhlík se přičítá hlavně stromům.
K poznání koloběhu uhlíku se pokoušejí přispět i naši botanici, a to z různých úhlů pohledů. O odumírání oddenků jsem už psala před časem zde. Tým vedený Zuzanou Münzbergovou pro změnu zjišťoval, jestli složení kořenových exudátů, které je náročné měřit přímo, lze předpovědět pomocí snadno měřitelných vlastností rostlin. Ve velké srovnávací studii zjistili, že částečně lze využít vlastností jemných kořenů, ale pro spolehlivé odhady to nestačí. Ukázali také, že blízce příbuzné druhy mají podobnější spektrum kořenových exudátů a interagují tak pravděpodobně s podobnějšími společenstvy půdních mikroorganismů.
Ondřej Mudrák a jeho spolupracovníci si položili otázku, zda byliny (podobně jako dub) nechávají svou odumřelou biomasu přes zimu stát, než se stane součástí opadu a je k dispozici mikrobiálnímu společenstvu k rozkladu. Zjistili, že celých 97 % ze 127 druhů bylin ponechávalo stát své odumřelé stonky a listy přes zimu – nejedná se tedy o žádnou výjimku! Toto vysoké množství není zajímavé jen pro budoucí pohádkáře, ale je důležité pro koloběh uhlíku v rostlinných společenstvech. Části rostlin vystavené přes zimu slunečnímu záření a povětrnostním vlivům totiž v důsledku této expozice změní svoje složení a jsou snadněji rozložitelné půdními mikroorganismy, než kdyby opadaly hned na podzim, a ovlivňují tak koloběh uhlíku doposud přehlíženým způsobem.
Stojící odumřelé části bylin oddávající se marcescenci. Foto Ondřej Mudrák
- Mudrák, O., Angst, Š., Angst, G., Veselá, H., Schnablová, R., Herben, T., Frouz J. (2023) Ecological significance of standing dead phytomass: Marcescence as a puzzle piece to the nutrient cycle in temperate ecosystems. Journal of Ecology 111, 2245-2256. https://doi.org/10.1111/1365-2745.14174
- Rathore, N., Hanzelková, V., Dostálek, T., Semerád, J., Schnablová, R., Cajthaml, T., Münzbergová, Z. (2023) Species phylogeny, ecology, and root traits as predictors of root exudate composition. New Phytologist 239, 1212-1224. https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19060
Kontaktní osoby: Ondřej Mudrák (ondrej.mudrak@ibot.cas.cz) a Zuzana Münzbergová (zuzana.munzbergova@ibot.cas.cz)
Pro blog Botanického ústavu napsala Jitka Klimešová.