新疆ウイグル自治区の乾燥した草原や砂漠に生息する植物は、単一のパターンで干ばつに適応しているわけではない。植物は生物全体を完全に作り変えるのではなく、地上部と地下部という個々の「部品」を互いに独立して変化させている。
中国科学院の研究者らは、さまざまな標高や気候条件下にある数百種類の草本を調査した。その結果、草本は柔軟なモジュール戦略を用いていることが判明した。最も乾燥した場所では、葉は水分を保持し、日光で乾燥しないように厚みを増す。乾燥した土壌では、根は単位質量あたりの長さが長く、細くなる。これにより、成長に費やす資源を最小限に抑えつつ、水分を吸収するための範囲を最大限に広げることができる。一方、水分がわずかに多い場所では、植物は根を伸ばすのではなく、枝分かれを増やすことで、利用可能な土壌から最大限の水分を吸い上げている。
以前は、植物は全体として変化すると考えられていた。つまり、地上部が乾燥すれば、根系全体も同期して変化するという説である。しかし、今回の研究で、地上部と地下部は独立したモジュールとして機能していることが明らかになった。葉のサイズは主根の強度や太さと関連しているが、素早く水分を吸収する能力は、細い側根に依存している。
これらのプロセスには、暑さや降雨不足だけでなく、現地の「仲介者」も影響を与えている。土壌中の有機物や窒素の量、そして土壌微生物の活動がそれにあたる。
草本が局所的に適応しているという理解は、地球温暖化や砂漠化の拡大の中で、乾燥地域の生態系がどのように生き残るかをより正確に予測する助けとなるだろう。
