Газообмен, рост и защитные реакции инвазивной чесночницы черешковой (Brassicaceae) и местного гравилата весеннего (Rosaceae) в условиях повышенной концентрации атмосферного CO₂ и тёплой весны

Обоснование исследования: Глобальное повышение концентрации атмосферного CO₂ и температуры может сложным образом влиять на физиологию и рост растений, особенно видов, произрастающих в прохладных условиях ранней весны в лесах умеренного пояса. Растения разных видов также могут неодинаково реагировать на изменения окружающей среды: быстрорастущие инвазивные виды могут сильнее местных реагировать на повышение концентрации CO₂ и увеличивать образование аллелопатических соединений, изменяя конкурентные взаимодействия между видами.

Методы: В факторном эксперименте в вегетационных камерах изучали рост и физиологические реакции чесночницы черешковой (Alliaria petiolata) — инвазивного травянистого растения с аллелопатическими свойствами — и совместно произрастающего с ней местного травянистого растения гравилата весеннего (Geum vernum) при естественной и повышенной весенней температуре, а также естественной и повышенной концентрации атмосферного CO₂.

Основные результаты: Через 5 недель при высокой температуре листья были крупнее, а масса надземной части увеличивалась при повышенной концентрации CO₂ только в условиях высокой температуры у обоих видов. По мере постепенного повышения температуры, имитировавшего смену сезонов, гравилат весенний начинал реагировать на повышение концентрации CO₂ при обеих температурах, тогда как чесночница черешковая продолжала реагировать на повышенную концентрацию CO₂ только при высокой температуре. Повышенная концентрация CO₂ увеличивала толщину листьев и снижала содержание в них азота у обоих видов. У чесночницы черешковой при повышенной концентрации CO₂ снижалась фотосинтетическая активность, тогда как у гравилата весеннего фотосинтез усиливался при повышенной температуре. В листьях чесночницы черешковой при сочетании повышенных концентрации CO₂ и температуры содержание флавоноидов и цианидов значительно снижалось. Содержание глюкозинолатов и активность ингибиторов трипсина между вариантами опыта не различались.

Выводы: Ожидаемое повышение весенних температур и концентрации CO₂ в будущем будет взаимодействовать, стимулируя рост чесночницы черешковой и гравилата весеннего, однако аллелопатическое воздействие чесночницы черешковой может ослабевать.