Многие растения образуют взаимовыгодную связь с почвенными микоризными грибами, которые помогают им получать питательные вещества из почвы в обмен на сахара. Эти отношения между растениями и грибами — наиболее распространённый тип симбиоза в мире, однако учёные мало знают о том, как характеристики видов грибов связаны с их распространением, функциями и устойчивостью.
В новом исследовании, опубликованном в Scientific Data, исследователи из Дартмута представляют всеобъемлющую базу данных, в которой каталогизированы особенности спор 344 видов микоризных грибов. Объединив существующие, но забытые знания о характеристиках микоризных грибов, база данных поможет учёным изучить, как грибы и поддерживаемые ими растения реагируют на такие факторы стресса, как изменение климата и использование земель.
«Микоризные грибы распространены повсюду, но мы всё ещё знаем о них гораздо меньше, чем о растениях и животных», — говорит ведущий автор Бала Чаудхари, доцент кафедры экологических исследований. «Мы надеемся, что исследователи будут использовать эту базу данных для изучения новых вопросов об эволюционной истории и функциональном разнообразии этой экологически и экономически важной группы грибов».
Исследователи сосредоточились на наиболее распространённом типе микоризных грибов — арбускулярных микоризных (АМ) грибах, которые образуют отношения с широким спектром растений, включая травы, кустарники, деревья и большинство сельскохозяйственных культур. АМ-грибы живут под землёй всю жизнь, образуя большие сети корневидных сплетений, называемых мицелием.
В конце концов, Чаудхари хотел бы каталогизировать особенности мицелия, но команда начала с изучения грибных спор — микроскопических, толстостенных скоплений клеток, которые грибы используют для размножения и распространения.
«Таксономисты много лет записывали присущие морфологические вариации в характеристиках спор, но эта информация не использовалась для экологических и эволюционных выводов», — говорит Чаудхари. «Это была попытка увеличить количество данных о характеристиках микоризных грибов и упростить доступ к ним, чтобы их могло использовать сообщество открытой науки».
Чаудхари возглавил проект в 2019 году, но создание базы данных о спорах потребовало огромных усилий в течение многих лет.
«Этот проект не был бы реализован без нашей замечательной лаборатории», — говорит Чаудхари. «Над этим проектом в течение многих лет работали многие студенты и сотрудники лаборатории — от студентов до аспирантов и других сотрудников кафедры. Наше исследовательское сообщество просто особенное; это то, что мне нравится больше всего в работе профессором в Дартмуте».
Команда потратила несколько лет на поиск в научной литературе описаний видов грибов. Для каждого вида они собрали информацию о размере спор, форме, орнаментации поверхности (например, наличие шипов, бугорков), цвете и толщине стенок.
«Мы изучали статьи на разных языках и получали действительно ценные данные из источников, которые пылились — некоторым из этих описаний видов было более 100 лет», — говорит соавтор Лиам Ноукс, начавший работать над проектом во время учёбы на первом курсе. «Эти таксономисты никогда бы не подумали, что их наука будет использоваться таким образом, но в этом и заключается прелесть фундаментальной науки: вы просто не знаете, какая информация или знания будут получены в будущем», — говорит Чаудхари.
Теперь, когда база данных составлена, команда стремится использовать её. У них уже есть несколько исследований, включая изучение плюсов и минусов производства крупных или мелких спор, а также исследование того, как характеристики спор связаны с глобальным распределением видов грибов и их устойчивостью.
«Мы обнаружили, что грибы, которые производят более крупные споры, могут процветать в более тёплом и влажном климате, но их нельзя распространять так далеко, поэтому существует компромисс», — говорит Смирти Пехим Лимбу, соавтор нового исследования и научный сотрудник в лаборатории Чаудхари.
«Сообщество исследователей проявило огромный интерес и воодушевление», — говорит Чаудхари. «Мы поделились некоторыми результатами в прошлом году на Международной конференции по микоризе, и данные вызвали ажиотаж; люди писали об этом в социальных сетях, и я получал электронные письма от коллег, которые говорили, что они рады использовать эти данные. Было очень приятно видеть интерес к этому продукту открытых данных».
Предоставлено Дартмутским колледжем.