Почвенные микроорганизмы, выжившие в суровых климатических условиях, могут помочь молодым деревьям сделать то же самое
#лес #почвенные микроорганизмы #микробная экология
Пересадка нужных микроорганизмов может дать толчок усилиям по восстановлению лесов и микробный стресс может быть благом для молодых деревьев.
Саженцы, выращенные на почвенных микробах, которые пережили засуху, холод или жару, с большей вероятностью выживут, когда столкнутся с теми же условиями, сообщают исследователи в журнале Science от 26 мая. А последующие тесты показывают, что отношения этих микроорганизмов с деревьями могут сохраняться и после первоначальной посадки.
По словам Яна Сандерса, специалиста по экологии растений и грибов из Университета Лозанны в Швейцарии, результаты исследования могут помочь в массовых посадках деревьев, обеспечив новым саженцам наилучшие шансы на выживание в долгосрочной перспективе. "Если вы можете контролировать, какие микроорганизмы попадут к саженцам деревьев в питомнике, вы, вероятно, сможете определить, выживут они или нет, когда их пересадят в открытый грунт".
Из-за изменений климата многие виды должны либо приспосабливаться к новым условиям, либо перемещаться в новые места. Хотя ареалы лесов менялись по мере потепления и похолодания климата Земли на протяжении сотен миллионов лет, темпы современного изменения климата слишком быстры, чтобы деревья могли за ними угнаться.
Деревья живут долго, они не двигаются и не развиваются очень быстро, говорит Ричард Ланкау, лесной эколог из Университета Висконсин-Мэдисон. Однако у них есть тесные взаимоотношения с быстро адаптирующимися почвенными микроорганизмами, включая грибы, которые могут помочь растениям выжить в стрессовых условиях. Но было неясно, могут ли микробы, ранее пережившие различные климатические условия и стрессы, дать неопытным молодым деревьям, столкнувшимся с изменением климата, преимущество. По словам Ланкау, с друзьями в почве "у деревьев может быть больше возможностей для выживания в сложных условиях, чем мы предполагаем".
Для исследования Ланкау и его коллеги собрали почву из 12 мест в Висконсине и Иллинойсе, которые различались по температуре и количеству дождей. Затем они использовали эти почвы для посадки 12 местных видов деревьев, включая белый дуб (Quercus alba) и серебристый клен (Acer saccharinum). В итоге "у нас были тысячи растений, за которыми мы следили", - рассказывает Ланкау.
Эти саженцы росли в почве в теплице в течение двух месяцев, после чего их пересаживали на один из двух участков - теплый и холодный. Для имитации засухи некоторые деревья на каждом участке были помещены под прозрачные пластиковые листы, которые блокировали прямое попадание осадков.
Один из участков в северном Висконсине находился на северном краю ареала леса и представлял собой пример того, как деревья могут прижиться на новой территории, которая становится достаточно теплой для их роста. Там деревья, посаженные в почву, содержащую адаптированные к холоду микроорганизмы, лучше переносили холодные зимние температуры Висконсина. Растения, которые помимо холода столкнулись с засухой, не получили такого же преимущества.
Другое место, расположенное в центральном Иллинойсе, было спроектировано таким образом, чтобы представлять регион, где климат становится слишком жарким или сухим для тех видов деревьев, которым он не подходит. Саженцы, выращенные в почве с микробами из засушливых районов, имели больше шансов пережить отсутствие дождей. Однако саженцы, выращенные в почве с термоустойчивыми микробами, имели лишь незначительные шансы выжить при нормальном количестве осадков.
Резидентные виды, уже обитавшие в этом районе, не вытеснили все пересаженные виды микроорганизмов. Вновь завезенные микроорганизмы сохранялись в почве в течение трех лет, что свидетельствует о том, что защитные эффекты могут сохраняться как минимум столько же времени.
Пока неясно, какие микробы лучше всего помогают деревьям. Анализ обитающих в почве микроорганизмов показал, что грибки, живущие в корнях растений, могут лучше помочь деревьям пережить засуху. В почве, адаптированной к холоду, похоже, меньше видов грибков. Но почвы также содержат бактерии, археи и протисты, говорит Ланкау. "Мы пока не знаем, что именно влияет на выживание растений в этих меняющихся климатических условиях".
