Rad objavljen u Nature Communications Biology doprinosi rastućem uvažavanju velike uloge koju mikrobi igraju u svemu, od varenja ljudi do prinosa useva: Čini se da mikrobi u tlu — gljive u ovom slučaju — utiču na raznovrsnost šuma na globalnom nivou.
Šume na Zemlji pokazuju izražen gradijent od ekvatora prema polovima: tropske šume u blizini ekvatora obično uključuju veliki broj različitih vrsta, dok šume bliže polovima podržavaju manji diverzitet biljaka.
Jedno objašnjenje za ovu pojavu tvrdi da patogeni u zemljištu, uključujući bakterije i gljive, pomažu u stvaranju ovog gradijenta. Patogeni specifični za vrstu akumuliraju se u blizini odraslih stabala, a njihovo obilje može umanjiti uspeh mladih koji rastu u blizini svojih roditelja, čime se promoviše raznolikost vrsta. Ovaj efekat je jači u toplim, vlažnim klimama, doprinoseći većoj raznolikosti u šumama blizu ekvatora.
Međutim, nova studija koju je vodila Camille Delavauk, vodeći naučnik na ETH Cirihu u Švajcarskoj, dodaje zaokret ovoj ustaljenoj priči. Mikorizne gljive — gljive u tlu koje formiraju obostrano korisne odnose sa većinom korena biljaka širom sveta — izgleda da se suprotstavljaju efektima štetnih patogena u zemljištu na načine koji utiču na globalne obrasce šumske raznolikosti.
„Ovaj rad pruža dodatni mehanizam koji može pomoći da se objasni zašto se kompozicijska raznolikost šuma razlikuje u zavisnosti od geografske širine i malo više o tome kako mikrobi mogu regulisati obrasce raznolikosti širom planete“, kaže Metju Bejker, profesor geografije i ekoloških sistema na Univerzitetu Merilend. , okrug Baltimor (UMBC) i koautor nove studije.
Obe glavne klase ovih mutualističkih gljiva, ektomikorizne i arbuskularne mikorizne, mogu poboljšati preživljavanje mladih. Međutim, rad Delavauka i njegovih kolega otkrio je da ektomikorizne gljive imaju izraženiji efekat. Ektomikorizne gljive formiraju omotač oko korena biljaka, za koji istraživači veruju da može direktno zaštititi biljke od patogena. Ektomikoriza je češća na višim geografskim širinama, a takođe je veća verovatnoća da će biti specijalisti koji podržavaju jednu vrstu drveta.
Arbuskularne gljive su češće u blizini ekvatora i mogu ponuditi manju zaštitu od patogena. Takođe je manje verovatno da će se specijalizovati za određenu vrstu drveća. To znači da je veća verovatnoća da će podstaći različite vrste drveća da rastu u blizini.
Novi rad je pronašao početne dokaze i za efekte arbuskularne gljive na podsticanje raznolikosti i za efekte ektomikoriznih gljiva na smanjenje raznolikosti, „što izgleda sugeriše da bi ovi mehanizmi mogli vrlo dobro igrati ulogu u pokretanju obrazaca globalnog biodiverziteta u vrstama drveća“, objašnjava Bejker.
Nalazi istraživačkog tima uzeti zajedno sa prethodnim razumevanjem ovih gljiva mogu objasniti dobro poznate obrasce raznolikosti šumskog drveća povezane sa geografskom širinom. „I to je uzbudljivo“, kaže Bejker. „Globalni obrasci biodiverziteta možda nisu rezultat samo antagonističkih odnosa između drveća i njihovih patogena, već i simbiotskih odnosa sa gljivama u zemljištu.
„Ova otkrića su bila moguća samo zbog impresivne globalne mreže šumskih parcela kojima upravlja Mreža Forest Global Earth Observatori (ForestGEO) Instituta Smithsonian“, objašnjava Delavauk. Da bi bili članovi mreže, istraživači na ForestGEO lokacijama moraju da se obavežu da će popisivati drveće na svojim parcelama svakih pet godina, što podrazumeva snimanje veličine i preciznih koordinata svakog drveta unutar granica parcele prečnika od najmanje jednog inča. Neke lokacije takođe prikupljaju podatke o divljim životinjama, mikrobioti zemljišta i još mnogo toga koristeći standardizovane protokole koje je uspostavila mreža. Sadašnja studija je koristila podatke sa 43 od 77 globalnih ForestGEO parcela, uključujući i parcelu u glavnom kampusu UMBC-a.
Mreža „odražava spremnost ljudi u naučnoj zajednici da udruže resurse za veće dobro“, kaže Bejker. U slučaju UMBC-a, studenti volonteri, predvođeni diplomiranom studentkinjom Anitom Kremer, prikupili su ogromnu većinu podataka.
Dve UMBC-ove parcele od 6,25 hektara (oko 15 hektara) jedinstvene su po drugim stvarima: bile su prve urbane, umerene šumske parcele ForestGEO kada su se pridružile mreži 2012. godine na inicijativu Erlea Ellisa, profesora geografije i ekoloških sistema i saradnika. -autor na novom radu, i diplomirani student Džonatan Dandois. Dandois je završio doktorat. u geografiji i ekološkim sistemima 2013. i sada je menadžer za geografske informacione sisteme na Univerzitetu Džon Hopkins.
Parcele UMBC-a uključuju ivice šuma (u blizini objekata kampusa kao što su teniski tereni, parking i bazen) i sadrže razne egzotične vrste pored autohtonih biljaka. Kao rezultat toga, raznovrsnost vrsta parcela po jedinici površine prevazilazi druge šume umerenog pojasa i parira nekim od parcela tropskih šuma u mreži. Ta zapažanja su podstakla Bejkerov nedavni rad na urbanim šumama.
Nova otkrića o ulozi gljiva u globalnoj strukturi šuma mogu biti samo početak razumevanja kako mikrobi pokreću globalne obrasce biodiverziteta. „Naučna zajednica je u velikoj meri u fazi učenja o uvažavanju raznolikosti različitih tipova mikroba u tlu i njihove distribucije širom planete“, kaže Bejker, „a istraživači kao što je dr Delavauk proširuju naše razumevanje.“
Delavauk je uzbuđen što će nastaviti s tim poslom. „Buduća istraživanja će iskoristiti dostupne podatke popisa stabala i generisati dodatne podatke o genetskom sekvenciranju mikroba sa 30 parcela kako bi direktno povezali mikrobiom sa strukturom biljne zajednice“, kaže ona.
