Новое исследование раскрывает процветающую микробную жизнь в деревьях

от

Учёные из Йельской школы окружающей среды обнаружили, что в древесине деревьев обитает процветающее сообщество разнообразных микробов. В одном дереве насчитывается около триллиона бактерий в древесной ткани.

Деревья — крупнейший резервуар биомассы на Земле

Деревья хранят более 300 гигатонн углерода. Однако то, что живёт в их древесине, до сих пор было малоизучено. Исследование, опубликованное в журнале Nature, под руководством докторанта Йельской школы окружающей среды Джонатана Гевиртцмана и недавнего выпускника Йеля Уайатта Арнольда, открывает новые горизонты для понимания физиологии деревьев и экологии лесов. Это может помочь прогнозировать реакцию лесов на будущие изменения и помочь деревьям адаптироваться к изменению климата.

«Понимание этих внутренних экосистем даёт нам представление о более широких биогеохимических функциях деревьев и о том, как они могут способствовать круговороту углерода в лесах и процессам обмена питательными веществами способами, которые мы раньше не рассматривали», — сказал Гевиртцман.

Исследование микробов в древесине

Исследования деревьев в основном были сосредоточены на открытых поверхностях, таких как корни, листья и кора. Для этого исследования учёные изучили 150 живых деревьев 16 видов в северо-восточном регионе США. Они обнаружили, что микробы распределены между сердцевиной (внутренней древесиной) и заболонью (внешней древесиной), причём у каждой из них есть свой уникальный микробиом с минимальным сходством с другими тканями растений или компонентами экосистемы.

Внутренняя древесина преобладает микробами, которым не нужен кислород, в то время как во внешней древесине преобладают микробы, которым кислород необходим. Исследование показало, что микробы активно производят газы и участвуют в круговороте питательных веществ.

«Одним из наиболее интересных для меня было то, как эти микробиомы различаются у разных видов», — сказал Арнольд, инженер-химик и специалист по окружающей среде. «Например, у сахарных клёнов сообщество микробов сильно отличается от сообщества в соснах, и эти различия были последовательными и сохранёнными. Я думаю, это подтверждает идею о том, что не только уникальные условия внутри разных видов деревьев формируют эти микробные сообщества, но и что эти сообщества могли даже «соэволюционировать» с деревьями с течением времени».

Дальнейшие исследования микробиома древесины в разных регионах мира и климатических условиях могут привести к лучшему пониманию факторов, влияющих на микробное разнообразие и функции, отметили авторы.

«Существует огромный резервуар неисследованного биоразнообразия — бесчисленные виды микробов, живущих внутри деревьев мира, которые мы никогда не документировали. Нам нужно каталогизировать и понять эти сообщества, прежде чем изменение климата потенциально сместит их. Некоторые из этих микробов могут содержать ключи к стимулированию роста деревьев, повышению устойчивости к болезням или производству полезных соединений, которые мы ещё не обнаружили», — сказал Гевиртцман.

Команда исследователей включала Марка Брэдфорда, профессора почв и экологии экосистем; Питера Раймонда, профессора биогеохимии и содиректора Йельского центра по улавливанию природного углерода; Крейга Бродерсена, профессора физиологической экологии растений; научного сотрудника и лектора Марлизы Дугид; Джордана Печча, профессора химической и экологической инженерии в Йеле; а также недавних выпускников Йеля Кейда Брауна и Наоми Норбратен.

Команда учёных потратила более года на замораживание, измельчение, растирание и обработку образцов древесины, чтобы разработать метод, который мог бы предоставить высококачественную ДНК, необходимую для выявления микробиомов в стволах деревьев, сказал Брэдфорд.

«Я был в восторге от возможности внести свой вклад в эту работу, учитывая, что мало кто из столь обширных и широко распространённых мест обитания остаётся неисследованным, особенно таких знакомых людям, как живые деревья», — сказал он. «Это было похоже на то, как эколог XIX века высадился на острове, где растения и животные были незнакомы науке».

Предоставлено Йельским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте