Грибы — основа разнообразия тропических лесов или его отсутствия, выяснили в исследовании

Типы полезных грибов, ассоциированных с корнями деревьев, могут определять судьбу участка тропического леса, повышая разнообразие растений или, наоборот, давая одному виду деревьев явное преимущество перед многими другими. К такому выводу пришли исследователи в работе, опубликованной в журнале Ecology Letters. Они стремились объяснить загадочное явление: в некоторых тропических лесах существуют небольшие участки «монодоминантного леса», где один вид составляет более 60% деревьев, образуя островки низкого разнообразия в окружении высокоразнообразного леса.

Новое исследование сфокусировалось на горных лесах Панамы, где произрастают сотни видов деревьев, но есть и небольшие участки, доминируемые видом Oreomunnea mexicana. Ученые изучили роль двух типов грибов, образующих симбиотические отношения с деревьями: арбускулярной микоризы и эктомикоризы. Первые растут внутри корней многих видов деревьев, снабжая их фосфором. Вторые растут на поверхности корней, добывая азот из почвы и обменивая его на сахара с деревьями. Эктомикориза сотрудничает лишь с немногими видами деревьев — 6% или менее от растущих в тропических лесах.

Исследователи проверили три гипотезы, объясняющие высокую численность Oreomunnea. Оказалось, что сеянцы этого вида хуже росли в почве из-под деревьев того же вида из-за патогенов, а также не получали преимуществ от общих грибных сетей. Ключевым открытием стала третья гипотеза, связанная с доступностью азота. Ученые обнаружили, что неорганического азота было значительно больше за пределами участков Oreomunnea. Виды, обычно растущие снаружи, плохо себя чувствовали при пересадке внутрь участков.

Анализ изотопов азота в грибах, почве и листьях сеянцев показал, что эктомикоризные грибы поглощают азот непосредственно из разлагающегося материала в почве. Они делятся этим азотом с деревьями Oreomunnea, лишая этого важного питательного вещества другие растения и почвенные микробы. Недостаток азота не позволяет бактериям и грибам разлагать органику, от чего страдают другие виды деревьев, зависимые от азота, поставляемого микробными деструкторами.

«Мы обнаружили новый механизм, который может объяснить, почему определенные виды деревьев в тропических лесах чрезвычайно многочисленны: их грибы обеспечивают их источником азота, недоступным для видов-конкурентов», — сказал профессор Джеймс Доллинг, руководивший исследованием. По его словам, это первая работа, связывающая такой процесс с монодоминантностью в тропических лесах.