שורשי צמחים מסוגלים לפרק אפילו אבנים קשות ולהפיק מהן חומרי מזון. איך? כנראה באמצעות שלפוחיות חומצה
צמחים ידועים ביכולתם לשרוד בתנאי קיצון ולפלס את דרכם מבעד למחסומים כמעט בלתי אפשריים. מחקר חדש חושף את הדרכים שבהן צמחים מסוגלים לגדול על סלעים חשופים ללא אדמה, ולהפיק מהם את חומרי המזון הדרושים לצמיחתם.
אחד הסממנים לעוצמתם של החיים על פני כדור הארץ היא מראהו של צמח פורץ מבעד לקיר, כביש אספלט או אבן. אין עוררין שצמחים מסוגלים לשגשג גם בתנאים קיצוניים שבהם כמעט אף יצור אחר אינו מסוגל לשרוד, אך פעמים רבות הדרכים שבהן הם גוברים על המכשולים הנקרים בדרכם נותרות עלומות.
דוגמה לסביבת מחיה קיצונית שכזו היא גדילה על סלע חשוף, ללא אדמה זמינה. צמחים אומנם משתמשים באור השמש בתור מקור האנרגיה המרכזי שלהם, אך הם תלוים גם בחומרי מזון מהאדמה כגון חנקן וזרחן, המשמשים לבניית מרכיבים חיוניים כמו חלבונים ו-DNA. בקרקע סלעית לא די בכך שריכוזם של חומרי המזון הללו דל ביותר, אלא שחסר אפילו מקום ששורשי הצמח יכולים להתבסס בו. איך הצמחים מצליחים בכל זאת לגדול על סלע חשוף, להכות בו שורשים ולהפיק ממנו את חומרי המזון הדרושים להם?
מחקר חדש של צוות חוקרים מאוסטרליה ומברזיל שופך אור על החידה. החוקרים בחנו סביבת גידול סלעית בברזיל, שסובלת באופן טבעי ממחסור חמור בזרחן – חומר מזון חיוני לגידולם של צמחים. באזור הזה שולטים מיני צמחים ממשפחת Velloziaceae, המסוגלים לגדול על הסלע החשוף ולהפיק ממנו את הזרחן הדרוש להם. החוקרים שיערו כי שורשי הצמחים הללו מפרישים חומרים שממיסים את הסלע, משחררים ממנו את הזרחן הכלוא בו, ובתוך כך מאפשרים לשורשים לחדור אל תוך ליבת הסלע.
המבנה של שורשי הצמחים בהגדלה גדולה במיקרוסקופ אלקטרונים (מימין), בינונית וקטנה | צילומים מתוך מאמר המחקר
כדי לאשש את השערתם התבוננו החוקרים בשורשי הצמחים מהמשפחה הזאת במיקרוסקופ אלקטרונים, שמאפשר לבחון את מבנה תאי השורש. הם גילו כי לשורשי הצמחים הללו יש מבנה מורפולוגי מיוחד, המכיל שלפוחיות זעירות, בהן חומרים שהשורשים מפרישים לסביבתם. כשבחנו מהם החומרים הללו, גילו החוקרים כמה חומצות אורגניות, ובעיקר חומצת לימון וחומצה מאלית. כשבדקו את החומרים הללו על סלעים שעליהם גדלים צמחים מהמשפחה הזאת, גילו החוקרים כי החומצות גורמות לכמות גדולה של זרחן להשתחרר מהסלע.
הממצאים הללו מחזקים את השערת החוקרים כי המנגנון שבו הצמחים משתמשים כדי לגדול בסביבה הקיצונית הזאת הוא הפרשת חומצות משורשיהם, ששוחקות את הסלע ומשחררות ממנו זרחן הנחוץ לגדילתם. שחיקת הסלע מסייעת להתבססות השורשים בתוכו ויוצרת תעלות שהשורשים חודרים אליהן. התעלות גם ממקדות את זרימת המים אל השורשים וכך מקלות על הצמח להשיג מים.
המחקר הוא דוגמה נוספת להתאמות המרשימות שפיתחו יצורים במהלך האבולוציה כדי להתמודד עם תנאים קיצוניים. הו עוזרות לנו להבין את תהליך התבססות השורשים והפקת חומרי המזון במצעי גידול קשים כמו סלעים.
