Разбираем мир микробиологии по кусочкам
Секретные стимуляторы роста
У людей с грибками весьма тесные отношения. Мы любим добавлять их в пасту или в пиццу, а время от времени даже находим заплесневелый кусочек еды. Но не только мы имеем такую тесную связь. Грибки формируют симбиотические отношения более чем с половиной всех деревьев на планете! Поскольку они образуют обширные сети с корнями деревьев, такие грибки называют эктомикоризными (вне клетки корня) или ЭМГ (эктомикоризные грибки). ЭМГ обеспечивают деревья питательными веществами, такими как азот, а также защищают всходы от патогенов. В свою очередь, деревья делятся с грибками необходимыми углеводами.
Уже известно, что такие факторы окружающей среды как дождь, температура и доступность азота, влияют на рост деревьев. Однако, влияние сообществ ЭМГ на деревья было очень трудно измерить из-за недостатка данных… до сегодняшнего дня!
Марка Энтони и его коллеги исследовали более 13,000 деревьев в 137 местах. В своем исследовании они рассмотрели как и факторы окружающей среды, так и состав сообществ ЭМГ. И, как оказалось, некоторые сообщества улучшали роста деревьев в три раза!
Чтобы выяснить какие именно особенности грибковых сообществ связаны с повышенным ростом деревьев, исследователи изучили гены, отвечающие за усвоение азота, разложение органических веществ почвы, и рост грибков. Они обнаружили, что сообщества, способные расщеплять неорганические соединения азота, такие как нитраты и аммоний, часто были прикреплены к корням быстрорастущих деревьев. Интересно отметить, что эти же неорганические соединения азота используются в искусственных удобрениях!
Деревья с микробными сообществами, которые хорошо расщепляют органический азот, содержащийся в разлагающейся биомассе лесной почвы, обычно растут медленнее. Это происходит из-за того, что для переработки органического азота требуется набор специальных ферментов. Производство этих ферментов и последующее расщепление органических соединений требует больше энергии от ЭМГ. Это означает, что ЭМГ забирает больше энергии от деревьев-симбионтов, оставляя меньше энергии для собственного роста.
Еще одна деталь исследования заключалось в том, что ЭМГ с более обширным диапазоном роста часто были связаны с более медленным ростом деревьев. Они обнаружили, что ЭМГ с более разветвленной сетью гиф отрицательно влияли на рост дерева. И, наоборот, ЭМГ, находящиеся в прямом контакте с корнями и имеющие менее обширные гифы, положительно влияли на рост деревьев. Опять же, причина может заключаться в том, что более разветвленным ЭМГ требуется больше энергии дерева для выращивания своих гиф (если вам интересно узнать о росте грибков, читайте больше об исследовании гиф здесь, или щелкните здесь, чтобы узнать, как гифы избегают геометрических препятствий).
Как это исследование может быть полезно в будущем? Лес является крупнейшим поглотителям углерода на земле. Таким образом, если мы сможем контролировать рост деревьев, внедряя определенные сообщества грибков, мы сможем управлять лесами, способствуя накоплению углерода в условиях меняющегося климата.
Перевод был сделан Марией Мартыновой
Изображение: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mycorhizes-01.jpg
micro-bites.org 