اتصالات پنهان در اعماق زمین: گیاهان فراتر از آنچه می‌بینیم، در خاک ریشه دارند

درک ما از ریشه‌های گیاهان و درختان ممکن است تا حدودی سطحی بوده باشد. بر اساس پژوهشی جدید، بسیاری از گیاهان دارای مجموعه‌ای پنهان از ریشه‌ها هستند که به‌مراتب عمیق‌تر در خاک گسترش یافته‌اند. براساس مطالعه‌ای که ۱۷ ژوئن در ژورنال Nature Communications منتشر شد، این لایه دوم از ریشه‌ها بیش از یک متر در عمق خاک امتداد دارند  و امکان دسترسی گیاه به مواد مغذی در اعماق بیشتر را فراهم می‌کنند.  

به گزارش زومیت، یافته‌های جدید نشان می‌دهد که گیاهان ممکن است کربن را بسیار عمیق‌تر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد در زیر زمین جابه‌جا و ذخیره کنند؛ نکته‌ای که می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا راهکارهایی برای ذخیره بلندمدت‌تر کربن زیرزمینی جهت کاهش اثرات تغییرات اقلیمی توسعه دهند.

پژوهشگران برای تحلیل این سیستم‌های ریشه‌ای عمیق‌تر در مقیاس وسیع، از یک پایگاه داده شامل نمونه‌های خاک که از عمق بیش از ۱٫۸ متر زیر سطح زمین جمع‌آوری شده بودند، استفاده کردند. از طریق این داده‌ها، آن‌ها الگوهای ریشه‌ای و ترکیب خاک را در ۴۴ سایت مختلف مورد بررسی قرار دادند. این سایت‌ها از مناطق آب‌و‌هوایی و زیست‌محیطی گوناگون در سراسر جهان از توندراهای آلاسکا تا جنگل‌های بارانی پورتوریکو انتخاب شده بودند.  

براساس یافته‌ها، حدود ۲۰ درصد از این سایت‌های جهانی دارای ریشه‌هایی بودند که جرمشان در دو نقطه‌ی عمقی مختلف به اوج می‌رسید؛ یعنی این گیاهان دارای سیستم دوم و عمیق‌تری از ریشه‌ها بودند؛ پدیده‌ای که پژوهشگران آن را «دوگانگی» (bimodality) نامیدند.

مینگ‌ژن لو، بوم‌شناس دانشگاه نیویورک و نویسنده‌ی اصلی مطالعه، در ایمیلی به لایوساینس گفت: «ما واقعاً از اینکه چقدر اغلب با الگوهای دوگانه روبه‌رو شدیم شگفت‌زده شدیم.» لو توضیح داد که برای مدت طولانی، دانشمندان تصور می‌کردند که گیاهان هرچه عمیق‌تر به درون زمین می‌روند، ریشه‌های کمتری دارند.

لایه دوم ریشه‌ها معمولاً به خاک‌هایی می‌رسد که سرشار از مواد مغذی مانند نیتروژن هستند و این امکان را برای گیاهان فراهم می‌کند که از منابع عمقی خاک بهره‌برداری کنند. مینگ‌ژن لو می‌گوید: «گیاهان بیشتر منابع مورد نیاز خود را از خاک سطحی می‌گیرند؛ مثلاً از طریق باران یا برگ‌هایی که روی زمین می‌افتند.» اما وجود یک مسیر ثانویه و عمیق‌تر برای دستیابی به مواد مغذی می‌تواند منابع در دسترس گیاهان را در صورت کافی نبودن سطح خاک، افزایش دهد.  

از آنجا که تنها یک‌پنجم گیاهان ریشه‌های دوگانه دارند، داشتن ریشه در عمق خاک می‌تواند نشانه‌ای از واکنشی فرصت‌‌طلبانه در شرایط خاص مثل سطح خشک خاک یا منابع آبی نامطمئن باشد. لو توضیح می‌دهد: «این بیشتر شبیه به یک انتخاب است. اگر انگیزه کافی وجود داشته باشد، گیاهان با جستجوی عمیق‌تر از این منابع عمقی استفاده می‌کنند.

پژوهشگران می‌گویند دانشمندان خاک باید نگاه عمیق‌تری داشته باشند تا بفهمند واقعاً در زیر زمین چه می‌گذرد. لو می‌گوید: «نمونه‌برداری از عمق ۱۰ سانتی‌متر یا ۳۰ سانتی‌متر به‌هیچ‌وجه کافی نیست. ما به سادگی بخش بزرگی از آنچه را که در خاک اتفاق می‌افتد، از دست می‌دهیم.»

آلن پی‌ره دانشمند خاک در مؤسسه ملی تحقیقات فرانسه در زمینه توسعه پایدار که در پژوهش مشارکت نداشته، می‌گوید: «عمیق بودن ریشه‌های گیاهان ایده جدیدی نیست.» به گفته او، نظریه‌ی سنتی کاهش ریشه‌ها با افزایش عمق، پیش‌تر مورد تردید قرار گرفته بود و پدیده‌ی ریشه‌زایی عمیق نیز قبلاً مطالعه شده بود، اما نه با این سطح از جزئیات.

بودجه‌ی کربن زمینی فعلی ما به احتمال زیاد نادرست است و این می‌تواند پیامدهای قابل‌توجهی برای راهبردها و سیاست‌های کاهش تغییرات اقلیمی داشته باشد.

تیم پژوهشی اکنون در حال بررسی این موضوع است که یافته‌ها چه تأثیری بر ذخیره‌سازی کربن دارند. لو در بیانیه‌ای گفت: «خبر خوب این است که گیاهان ممکن است همین حالا به‌طور طبیعی فعال‌تر از آنچه تصور می‌کردیم در حال کاهش تغییرات اقلیمی باشند. فقط باید عمیق‌تر حفاری کنیم تا به‌طور کامل به ظرفیت آن‌ها پی ببریم.»