Аллелопатический инвазивный вид, нарушающий взаимовыгодное взаимодействие, вызывает углеродный стресс и снижение показателей жизнедеятельности у многолетнего лесного травянистого растения

Инвазивные растения могут отрицательно влиять на процессы, происходящие в почве, и изменять состав почвенных микробных сообществ. У местных растений, зависящих от почвенных ресурсов, предоставляемых корневыми грибными симбионтами (RFS), инвазия может нарушать обеспеченность ресурсами и последующую способность синтезировать и запасать углеводы. Многолетние травянистые растения, зависящие от ресурсов, поступающих от RFS, доминируют в нижнем ярусе лесов востока Северной Америки. Поэтому мы предположили, что инвазия лесных сообществ Alliaria petiolata — аллелопатическим видом, продуцирующим токсичные для RFS химические вещества, — приведёт к снижению запасов углерода и приспособленности растений. В течение одного вегетационного сезона утрата RFS может снижать показатели фотосинтеза и запасы углерода у растений. Если это воздействие сохраняется на протяжении нескольких вегетационных сезонов, оно может приводить к углеродному стрессу и снижению показателей жизнедеятельности растений. В настоящей работе мы охарактеризовали признаки углеродного стресса в течение короткого периода и изучили долгосрочные последствия инвазии Alliaria на примере Maianthemum racemosum — многолетнего лесного травянистого растения нижнего яруса, зависящего от RFS. Сначала в тепличном эксперименте в течение одного вегетационного сезона мы вносили в почву горшечных растений Maianthemum свежую листовую ткань Alliaria или Hesperis matronalis (контроль). У растений, выращенных с добавлением Alliaria, общее содержание неструктурных углеводов значительно снизилось, а содержание запасных углеводов было на 17% ниже, чем в контроле. Затем в течение 7 лет мы оценивали показатели жизнедеятельности Maianthemum на парных экспериментальных делянках: на одних каждую весну удаляли появившиеся всходы Alliaria, а на других сохраняли её обычную численность. На делянках с удалённой Alliaria размер растений и показатели их жизнедеятельности значительно улучшились: вероятность цветения повысилась, а вероятность перехода растений обратно на нефлоральные стадии или в состояние длительного покоя снизилась. В совокупности полученные результаты согласуются с гипотезой о том, что нарушение широко распространённого взаимовыгодного взаимодействия после инвазии вида вызывает признаки углеродного стресса у растений, зависящих от RFS. Нарушение взаимовыгодных взаимодействий между растениями и грибами может в целом способствовать характерному для аллелопатических инвазий масштабному снижению биоразнообразия лесов.