Wurzeln ziehen Wasser und Nährstoffe aus dem Boden, aber einige sind besser als andere. Was passiert, wenn einige Pflanzen bessere Wurzeln haben als andere? Wenn eine Pflanze gut darin ist, Nährstoffe aus dem Boden freizusetzen, sie aber nicht sehr effizient sammelt, sind diese freigesetzten Nährstoffe für andere Pflanzen verfügbar? Pflanzen einer Familie, der Proteaceae, die auf der Südhalbkugel vorkommen, sind dank ihrer ungewöhnlichen Wurzeln sehr gut darin, Nährstoffe freizusetzen.
Pflanzen der Proteaceae haben Clusterwurzeln entwickelt. DR Alex Fajardo wurde untersucht, um ihre Funktion zu erforschen. „Bündelwurzeln sind spezielle Wurzelformationen, die bei einigen Pflanzenarten vorkommen. Sie treten in bestimmten Wurzelabschnitten als Ansammlung haariger, feiner Wurzeln auf, die an Bürsten erinnern. Ihr Vorteil liegt darin, dass die feinen Wurzeln die Absorptionsfläche vergrößern. So kann die Pflanze organische Verbindungen über sie abgeben, die es ihr ermöglichen, Phosphor aus dem Boden zu mobilisieren, der insbesondere in vulkanischen Böden häufig an Mineralpartikel gebunden ist.“
Dies veranlasste Alex Fajardo und Frida Piper, zu untersuchen, wie Proteaceae-Arten mit ihren Clusterwurzeln mit anderen Nicht-Clusterwurzelarten interagieren. Die Pflanzen, die sie ausgewählt haben, waren Embothrium coccineum, ciruelillo, oder Chilenisch Feuerbusch und Haselnuss Gevuina, avellano chileno, oder Chilenisch HaselDies sind Proteaceae-Arten, die in Südchile gedeihen, wie Fajardo und Piper arbeiten. Dr. Fajardo sagte, dass G. avellana war eine besonders gute Wahl, da sie eine der Proteaceae-Arten mit den größten Büschelwurzeln ist. Die Nicht-Cluster-Wurzelarten waren Nothofagus betuloides, Guindo oder Magellans Buche und N. pumili or lang (Buche).
Fajardo und Piper bepflanzten Töpfe mit Cluster-Root- und Nicht-Cluster-Root-Pflanzen, die miteinander gepaart waren. In einigen Töpfen waren die Paarungen von Pflanzen, die in freier Wildbahn nebeneinander leben würden, konspezifisch, in anderen waren die Paare vertauscht, heterospezifisch. Zum Vergleich pflanzten sie auch einige Pflanzen als Einzelpflanzen.
Die Erwartung war, dass die Pflanzen mit Clusterwurzeln durch das Ausscheiden von Chemikalien aus einer größeren Oberfläche Nährstoffe aus dem Boden freisetzen würden, die beide Pflanzen nutzen könnten, wie Dr. Fajardo erklärte: „Die ursprüngliche Idee war, dass Proteaceae-Arten, insbesondere in nährstoffarmen Böden, würde andere Arten erleichtern (nicht konkurrieren), weil sie nicht so effizient darin sind, den gesamten Phosphor zu absorbieren.“ Der Nothofag Arten sollten dann besser wachsen, wenn sie mit einer der Proteaceae-Arten bepflanzt werden. Dies geschah nicht.
„Wir haben uns mit unserer ursprünglichen Idee der Erleichterung geirrt, da die von uns vorgelegten Beweise darauf hindeuten, dass Proteaceae-Arten den Wettbewerb übertreffen Nothofag Arten, die höchstwahrscheinlich effizienter bei der Aufnahme von Nährstoffen sind und sogar einen Teil des von ihnen absorbierten Phosphors stehlen Nothofag Mykorrhizae, obwohl dies noch bewiesen werden muss.“ Dr. Fajardo sagte, die Ergebnisse zeigten, dass es tatsächlich einen großen Wettbewerb um Ressourcen unter der Oberfläche gibt, wie angenommen. Dies wirkt sich auf die Pflanzplanung aus.
„Das dachten wir zunächst Nothofag Arten könnten zusammen mit Proteaceae gepflanzt werden“, sagte Dr. Fajardo. „Das war eine der Motivationen unseres Experiments. Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass dies keine gute Idee wäre. Beide Arten können bei Restaurierungsbemühungen verwendet werden, insbesondere in Böden vulkanischen Ursprungs (größtenteils im Süden Chiles), aber anscheinend nicht zusammen.“
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Nutzung von Büschelwurzeln durch Pflanzen noch eingehender erforscht werden muss. Dr. Fajardo erklärte, der Prozess der Exsudation organischer Verbindungen durch die Büschelwurzeln sei weiterhin ungeklärt. Er möchte wissen, wie effizient dieser Prozess ist. Die Wurzeln wiesen zudem eine unerforschte ökologische Dimension auf, so Fajardo. „Im Allgemeinen scheinen Büschelwurzeln für Proteaceae-Arten gegenüber anderen Arten ein vorteilhaftes Merkmal zu sein, was die Struktur einer Pflanzengemeinschaft maßgeblich beeinflussen kann.“
