Свойственна ли клену ясенелистному Acer negundo аллелопатия (способность одних организмов выделять химические соединения, которые тормозят или подавляют развитие других)? Ученые неоднократно проводили исследования влияния Acer negundo на другие растения, но так и не пришли к однозначным выводам. Исследование аллелопатической активности инвазивного клена ясенелистного в сравнении с местными видами древесных растений провели сотрудники ИЭРиЖ О.С Рафикова, аспирантка лаборатории биоразнообразия растительного мира и микобиоты и Д.В. Веселкин, д.б.н, заведующий лабораторией биоразнообразия растительного мира и микобиоты. Результаты эксперимента опубликованы в специализированном журнале "Management of Biological Invasions" (WoS; BIODIVERSITY CONSERVATION – Q2): Rafikova OS, Veselkin DV (2022) Leaf water extracts from invasive Acer negundo do not inhibit seed germination more than leaf extracts from native species.
Некоторые чужеродные растения могут получать конкурентное преимущество благодаря высвобождению соединений, которые являются новыми для подвергшегося инвазии сообщества. Такой механизм описывает гипотеза нового оружия (Novel Weapons Hypothesis). В рамках этой гипотезы аллелопатия изучается как один из механизмов успеха чужеродных растений во вторичном ареале. Для многих растений получены экспериментальные подтверждения аллелопатической активности и выделены отдельные химические соединения, ответственные за ингибирование совместно произрастающих видов.
Однако не для всех чужеродных видов гипотеза нового оружия является главным объяснением их успешной инвазии. Например, исследования аллелопатии чужеродного (инвазивного) в Евразии дерева Acer negundo (клена ясенелистного или американского) дают противоречивые результаты. В отношении его аллелопатической активности получены данные широкого спектра: есть подтверждения ингибирования прорастания; есть описания неясных эффектов или их отсутствия; есть случаи стимуляции прорастания семян тест-растений веществами из клена.
Для проверки предположения об аллелопатической активности клена сотрудники Института О.С Рафикова и Д.В. Веселкинв двух экспериментах с чашками Петри оценили влияние водных вытяжек из летних (зеленых) и осенних (расцвеченных) листьев на прорастание семян травянистых растений. Всего тестировали четыре варианта водных вытяжек (инвазивный клен ясенелистныйи местные виды деревьев: рябина обыкновенная, черемуха обыкновенная, ива козья) и три вида тест-растений (овсяница красная, горчица белая, клевер ползучий) (Рисунок 1).
Рисунок 1. Чашки Петри с вытяжками из летних листьев
Олеся Сергеевна Рафикова:
- Мы обнаружили лишь слабое влияние инвазивного клена на всхожесть семян тест-растений. Экстракты клена замедляли прорастание примерно на полсуток по сравнению с дистиллированной водой (Рисунок 2).Если бы мы сравнивали эффекты от экстрактов клена только с водой, то получили бы статистическое подтверждение его ингибирующего действия. Но угнетающее действие клена на прорастание семян было не сильнее аналогичного действия местных ивы и черемухи. А наиболее выраженным был ингибирующий эффект у местного кустарника рябины обыкновенной - экстракты из ее листьев замедляли прорастание семян тест-растений примерно на двое суток.
Рисунок 2. Всхожесть семян растений-реципиентов при проращивании в чашках Петри на вытяжках из летних листьев растений-доноров. Черные точки – нижние, средние и верхние критические точки; красные точки – точки достижения максимума функции; интервалы – ошибка среднего (SE)
Вывод об отсутствии аллелопатического действия экстрактов клена ясенелистного в сравнении с фоновыми местными видами подтверждается более ранними экспериментами в рулонных культурах (Веселкин, Рафикова, 2022) и согласуется с более ранним наблюдением о том, что всхожесть местных растений не подавляется в почвах, трансформированных кленом (Рафикова, 2019).
Таким образом, установлено, что водные вытяжки из листьев инвазивного Acer negundo не подавляют прорастание семян больше, чем вытяжки из листьев местных видов. Следовательно, не получено убедительных подтверждений, что аллелопатия может быть механизмом, объясняющим экологический успех клена ясенелистного во вторичном ареале, хотя ранее эта гипотеза получила ряд экспериментальных подтверждений.