Роль мутуалистических взаимодействий растений с микоризными грибами в предотвращении растительных инвазий: данные индивидуально-ориентированной модели

Понимание факторов, определяющих успешность инвазии неаборигенных растений, имеет решающее значение для сохранения глобального биоразнообразия и функционирования экосистем. Согласно одной из гипотез, многие чужеродные растения могут становиться инвазивными вследствие нарушения ключевых мутуалистических взаимодействий растений с микоризными грибами, однако лишь в немногих исследованиях изучалось, каким образом такие нарушения обеспечивают успех инвазивных видов. Мы разработали индивидуально-ориентированную модель, чтобы оценить, как сила мутуалистического взаимодействия между аборигенным растением Impatiens capensis и микоризным грибом влияет на успешность инвазии широко распространённого инвазивного растения — чесночницы черешчатой (Alliaria petiolata). Были изучены два вопроса: (а) как сила взаимодействия между I. capensis и микоризным грибом влияет на устойчивость к инвазии чесночницы черешчатой (то есть на способность аборигенного растения сохранять более 60% конечной равновесной плотности растений); (б) существует ли нелинейная связь между исходной плотностью чесночницы черешчатой и её инвазивностью (то есть способностью составлять более 60% конечной равновесной плотности растений)? Наши результаты показали, что как слабая (факультативная), так и сильная (облигатная) зависимость I. capensis от микоризного гриба с большей вероятностью приводили к инвазии чесночницы черешчатой, чем промежуточная сила взаимодействия, обеспечивавшая более высокую устойчивость к инвазии. При промежуточной силе взаимодействия I. capensis получал преимущество в приспособленности при наличии гриба, но сохранял достаточную конкурентоспособность для поддержания высокой численности и без него. Хотя при сильном мутуализме растение обладало наибольшей приспособленностью в отсутствие инвазивного вида, оно оказалось наиболее уязвимым к инвазии, поскольку утрата микоризного гриба приводила к слишком низкой репродуктивной продуктивности, не позволявшей конкурировать с чесночницей черешчатой. При слабом мутуализме конкурентоспособность была выше, чем при сильном, однако это также приводило к инвазии чесночницы черешчатой. Кроме того, при промежуточной силе взаимодействия исходная плотность чесночницы черешчатой, использованная как показатель разной степени инвазии, не влияла на успешность инвазии: высокая исходная плотность не приводила к доминированию этого вида. Таким образом, растения, формирующие слабые или сильные мутуалистические взаимодействия с микоризными грибами, наиболее уязвимы к инвазии, тогда как промежуточная сила взаимодействия обеспечивает наибольшую устойчивость к аллелопатическому инвазивному виду.