Letar efter vatten, vissa trädrötter sonderar hundratals fot djupa och många träd skickar rötter genom sprickor i stenar, enligt en ny studie ledd av en professor vid Rutgers University-New Brunswick.

Dessutom, djupet av växtrötter, som varierar mellan arter och markförhållanden, kommer att spela en nyckelroll i växternas anpassning till klimatförändringar, sa Ying Fan Reinfelder, professor vid institutionen för geo- och planetvetenskap och institutionen för miljövetenskap.

"Charles Darwin skrev en gång, i själva verket, att spetsarna på växtrötterna är som växternas hjärnor, ", sa Reinfelder. "Rötter känner av miljön. De känner av vattnet, där det finns mer näringsämnen, och de går efter dessa resurser. Rötter är den smartaste delen av växten."

Reinfelder och kollegor publicerade sina resultat online idag i Proceedings of the National Academy of Sciences . Studien visade sambandet mellan växtrötter och vattentillgång. Det syns, genom observationer och modellering, att jordhydrologi är nyckelkraften som driver lokala och globala mönster av rotdjup.

Studiens resultat visar starka samband mellan rotdjup och lokala jord- och vattenförhållanden. I väldränerade högland, rötter når ner till nivån för regnvatten och snösmältningsinfiltration. I vattensjuka lågland, rötter förblir grunda. Mellan, höga tillväxthastigheter och torka kan skicka rötter många meter ner till den mättade zonen strax ovanför grundvattenytan.

Fynden har viktiga konsekvenser för frågan om huruvida träd och andra växtarter kommer att kunna anpassa sig till och överleva ett föränderligt klimat genom detta århundrade och framåt, sa Reinfelder. I allmänhet, oddsen verkar gynnsamma. Växter är vanligtvis anpassningsbara, och djupare rotade växter kommer att ha en större fördel.

"Växter kan vara mer resursstarka och motståndskraftiga mot miljöstress och klimatförändringar än vi tidigare trott, men bara i viss utsträckning, " sa hon. "De tål en period av torka. Men om torkan fortsätter i ett sekel, de kommer inte att klara av det."

Växter kan skifta från ogynnsamma miljöer genom att röra sig nedför, där vattnet är rikligare, noterade hon. De gör det genom att kasta frön, med de som gör det till blötare lägre höjder som överlever.

Reinfelder noterade att växters överlevnad är avgörande för vår egen. Växter är längst ner i näringskedjan, genererar syre, och absorberar koldioxid, den största växthusgasen kopplad till klimatförändringarna.

Den Reinfelder-ledda globala studien omfattar 2, 200 observationer av rötterna till mer än 1, 000 arter i alla större växtgrupper, inklusive träd, gräs, buskar, örtartade växter och suckulenter.

Ett nästa steg är att studera och projicera motståndskraften mot torka i världens största skog – Amazonas regnskog – i slutet av detta århundrade, med tanke på dess träds djupa rötter, sa Reinfelder.

"Vi måste investera i att förstå den underjordiska halvan av ekosystemet, " sa hon. "Det är mörkt. Det är ogenomskinligt, men det innehåller nyckeln till många frågor, och det vetenskapliga samfundet måste kasta lite ljus där."