Микробы правят в «тропических лесах по колено»
Тропические леса на бедных влажных почвах являются домом для более половины всех видов растений. Кустарниковые сообщества на бедных сухих почвах в юго-западной Австралии, в шутку называемые «тропическими лесами по колено», поддерживают еще 20% всех растений. Общим знаменателем является дефицит питательных веществ. В обеих экосистемах растения вступают в союз с почвенными бактериями или грибами для более эффективного сбора питательных веществ. Однако выбор растениями микробных партнеров влияет на целый ряд других взаимодействий «растение-почва», что помогает объяснить, почему столь разные среды обитания так биологически разнообразны, сообщают ученые Смитсоновского института и их коллеги в журнале Science.
В зависимости от того, с какими микробами вступает в союз растение — с азотфиксирующими бактериями, микоризными грибами или вообще без микробов (некоторые растения образуют кластерные корни, не требующие микробных партнеров), — оно испытывает положительную или отрицательную обратную связь от других микробов в окружающей среде.
Исследователи выращивали растения в почве, связанной с их собственным или другими видами растений. Они наблюдали случаи отрицательной обратной связи, когда растения, выращенные в почве своего вида, чувствовали себя хуже, и случаи положительной обратной связи, когда они чувствовали себя лучше. Тип обратной связи был связан с их стратегией усвоения питательных веществ. Что наиболее важно, эти обратные связи могут объяснить поддержание высокого разнообразия кустарниковых сообществ.
«Хотя эти результаты получены для кустарниковых сообществ средиземноморского климата, они имеют значение для нашего понимания экологии тропических лесов, поскольку предполагают, что стратегии усвоения питательных веществ определяют закономерности вариаций в обратных связях «растение-почва», — сказал Бен Тернер, научный сотрудник Смитсоновского института тропических исследований (STRI). — Например, значительный объем работ в STRI показал, что в низменных неотропических лесах, где деревья в основном ассоциированы с арбускулярными микоризными грибами, преобладают отрицательные обратные связи между растениями и почвенными микробами. Напротив, в тропических высокогорьях, где некоторые виды деревьев ассоциированы с эктомикоризными грибами, наблюдаются положительные обратные связи».
«При таком большом количестве видов растений и деревьев в тропиках полный спектр стратегий усвоения питательных веществ, используемых всеми этими видами, в значительной степени неизвестен, — сказал Грэм Земуник, научный сотрудник STRI. — Таким образом, здесь также может происходить целый спектр обратных связей «растение-почва», подобный тому, что мы видим в этих кустарниковых сообществах средиземноморского климата в Австралии».