Жить под полупрозрачной скалой может быть вполне комфортно, если вы мох в пустыне Мохаве.
Аспирант Калифорнийского университета в Беркли обнаружил, что некоторые мхи в калифорнийской пустыне ищут защиты от беспощадного солнца и жары, укрываясь под полупрозрачной кварцевой галькой, по сути, используя скалы в качестве зонтиков от солнца.
Почва под этими камнями удерживает больше влаги, чем открытая почва пустыни, сказала Дженна Эквеалор, в то время как через молочный кварц просачивается достаточно света, чтобы крошечные мхи оставались зелеными от хлорофилла. Мхи на самом деле предпочитают тусклый свет, что делает эти условия идеальными для роста. Напротив, близлежащие мхи на полном солнце высохли и почернели.
Один вид пустынного мха, по-видимому, способен выжить на больших высотах только под слоем молочного кварца, который встречается в обнажениях, разбросанных по пустыне. Мхи не растут под гранитными камнями в этом районе, потому что солнечный свет не может проникнуть в почву.
«Мы были там (в Мохаве), изучали популяционную биологию и репродуктивную биологию мхов и собирали эти классные кварцевые камни, например, о, посмотрите на этот красивый камень», - сказал Эквеалор, докторант по интегративной биологии. который работает в университете и Jepson Herbaria в Калифорнийском университете в Беркли. В то время как все другие мхи были сухими и спящими, она «увидела, что под кварцем рос мох, и он был ярко-зеленым. Это был первый признак того, что что-то изменилось, что они по-другому реагируют на окружающую среду».
Работая с ее бывшим руководителем магистерской диссертации Кирстен Фишер из Калифорнийского государственного университета в Лос-Анджелесе, они разместили датчики температуры и влажности под молочными кварцевыми камешками, чтобы регистрировать микроклимат с сентября прошлого года по февраль 2020 года.
«Скалы действуют как буфер для экстремальных климатических условий», - сказал Эквеалор. «Пустыня находится на большой высоте, летом здесь очень жарко, а зимой очень холодно. И дни могут быть жаркими, и ночи могут быть холодными. теплее в холодные периоды. Повышенная относительная влажность была только плюсом, что важно для этих растений, которые высыхают, когда относительная влажность слишком низкая."
Астробиологи давно изучают цианобактерии, живущие под полупрозрачными скалами пустыни - возможную модель экстремальных форм жизни, которые могут существовать на других планетах - но это первое известное зеленое растение, использующее преимущества этих естественных убежищ.
«В пустыне для всех организмов все время жизнь или смерть», - сказала она. «Поэтому каждый раз, когда вы можете найти небольшой импульс, небольшую выгоду, это действительно имеет большое значение».
Эквеалор и Фишер сообщили о своем открытии на этой неделе в журнале PLOS ONE.
Крутые мхи
Являясь одними из первых наземных растений, возникших более 300 миллионов лет назад, мхи хорошо приспособлены к экстремальным условиям и способны выдерживать многократное высыхание и замораживание. Некоторые производят солнцезащитные кремы для защиты от интенсивного ультрафиолетового излучения. Некоторые могут оставаться практически мертвыми с нулевой метаболической активностью в течение десяти лет, а затем оживать за секунды, когда их намокают. Их можно найти в Арктике и Антарктике, а также в самых жарких и сухих пустынях.
Один из видов мхов, который часто живет под молочным кварцем, Syntrichia caninervis, обычно растет на открытой почве в биокорках, связанных с лишайниками и цианобактериями. Эти корки характерны для многих пустынь, они защищают почву от эрозии и обеспечивают питательными веществами другие растения.
Являясь частью биологической коры пустыни, синтрихии незаметны - около 1 миллиметра в диаметре и 5 миллиметров в длину. Они растут только во влажном состоянии, а поскольку в Мохаве может выпадать только пять «осадков» в год, половина из которых может быть снегом, что не способствует росту, они растут медленно. По оценкам Эквеалора, синтрихия вырастает всего на пару миллиметров в год.
Остальное время мхи Syntrichia на открытой почве остаются бездействующими, превращаясь в темно-коричнево-черные, возможно, в качестве солнцезащитного крема - что-то, что Эквеалор пытается выяснить для своей докторской диссертации. тезис.
Она обнаружила, что, в отличие от открытых мхов, мхи, которые заползают под камень, растут примерно на 60% быстрее.
«Мхи, которые обычно живут на этой высоте, маленькие и коричневые на поверхности почвы, а под камнями они высокие и зеленые», - сказала она.
В самой низкой точке средняя относительная влажность под камнями была примерно в два раза выше, чем в открытой почве - 63% против 33%. Суточные колебания температуры в «гиполитической микросреде» были снижены примерно на 4 градуса по Цельсию (7 градусов по Фаренгейту) по сравнению с температурой на поверхности почвы.
Второй вид мха, Tortula inermis, обычно растет на полном солнце на более низких высотах, но на высоте 1 900 метров (6 200 футов) он растет только под слоем молочного кварца..
«Камни дают мхам два больших преимущества: либо они улучшают свою обычную среду обитания, либо они могут жить в среде, в которой вы обычно не живете», - сказал Эквеалор..
Хотя мхи предпочитают тусклые, влажные условия, им, как и всем растениям, требуется немного света, иначе они белеют и погибают. Согласно ее измерениям, от 4% до 0,4% падающего света проходит через кварцевые породы молочного цвета, в зависимости от размера породы. На ее исследовательском участке, в месте под названием Шип-Крик-Уош, кварц имел толщину от 25 до 14 миллиметров, или от дюйма до двух пятых дюйма.
Исследователи подозревают, что кварц не только уменьшает общее количество света и тепла, но и обеспечивает защиту от вредных ультрафиолетовых лучей. Мхи, растущие под кварцем, имели менее пигментированный солнцезащитный фильтр, чем мхи, растущие на открытых участках.
Самопровозглашенный «евангелист мхов», Эквеалор очарован крошечным миром мхов и иногда ведет местные прогулки по мхам для отделения мохообразных Калифорнийского общества местных растений.
«Для этих крошечных растений такая штука, как этот гигантский кварцевый камень над вами, блокирующий все солнце и удерживающий вас от влаги - это как огромная среда обитания», - сказала она. «Вы можете быть посреди пустыни, но маленький камень заставляет вас чувствовать себя как весной. Мы должны помнить, что нужно смотреть на мир с точки зрения очень маленького растения».