Исследователи из Байройтского центра экологии и исследований окружающей среды (BayCEER) при Байройтском университете впервые обнаружили доказательства того, что молодые растения некоторых тропических деревьев получают часть углерода от грибов. Это может позволить растениям в тенистом подлеске компенсировать низкое поглощение углерода посредством фотосинтеза и, таким образом, получить преимущество в росте по сравнению с другими растениями. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Functional Ecology.
Сети грибов и растений – так называемые микоризные сети, также известные как Wood Wide Web – чрезвычайно сложны и являются предметом современных дебатов: популярные в последнее время утверждения приписывают Вуд Широкая паутина функция разветвленной сети связей между деревьями, в которой растения могут обмениваться друг с другом питательными веществами и коммуникационными сигналами. Молодые растения должны получать особую пользу от питательных веществ и сигналов от старых деревьев. Однако для проверки этих популярных утверждений необходимо более глубокое понимание микоризной сети. Срочно необходимы дополнительные данные, особенно по естественным лесным экосистемам, чтобы охватить всю сложность микоризных сетей.
До сих пор было проведено мало исследований относительно того, получают ли молодые растения тропических древесных растений углерод не только посредством фотосинтеза, но и через микоризные сети, а также каким образом и в какой степени. В недавнем исследовании доктор Франциска Зан и ее коллеги из BayCEER в Университете Байройта впервые изучили молодые растения в тропических лесах с точки зрения поглощения ими углерода посредством микоризного симбиоза. Исследование проводилось в рамках сотрудничества BayCEER – Лаборатории изотопной биогеохимии и Кафедры функциональной и тропической экологии растений Университета Байройта.
Химические элементы, такие как углерод, могут существовать в виде различных так называемых изотопов. Изотопы различаются по количеству нейтронов в атомном ядре, в результате чего тяжелые изотопы содержат больше нейтронов, а легкие изотопы — меньше. Растения преимущественно метаболизируют легкие изотопы углерода, образующиеся в процессе фотосинтеза, и могут передавать их микоризным грибам. Грибы, в свою очередь, метаболизируют этот углерод и могут переносить изотопно-обогащенный, т. е. тяжелый, углерод обратно в растения. Таким образом, изучение распространенности изотопов, присутствующих в растениях (сигнатура распространенности), может дать представление о происхождении углерода. Используя метод технического анализа масс-спектрометрии, исследователи из Байройта изучили в общей сложности 41 вид растений в подлеске тропических низинных лесов Панамы с точки зрения их частотных характеристик.
Результаты работы исследовательской группы впервые указывают на то, что молодые растения тропических древесных растений могут получать дополнительный углерод из микоризных грибов, что может способствовать их росту: плотный полог взрослых деревьев тропических лесов с трудом пропускает свет к подлеску, который необходим для фотосинтеза и, следовательно, для производства углерода. Дополнительный прирост углерода за счет симбиоза с микоризными грибами может компенсировать ограниченное светом низкое поглощение углерода посредством фотосинтеза.
Углерод, который молодые растения получают от грибов, вероятно, изначально поступает от взрослых деревьев в микоризной сети. «Если это окажется правдой, наши выводы могут иметь далеко идущие последствия для понимания механизмов восстановления леса, то есть того, как молодые растения могут расти и закрепляться. Я убежден, что необходимы дальнейшие полевые и лабораторные исследования для подтверждения наших первоначальных результатов, и, используя различные методы, мы сможем лучше понять сложность микоризных сетей», — говорит Зан.
Оригинальная публикация
Анализ стабильных изотопов указывает на частичную микогетеротрофию в арбускулярно-микоризных древесных проростках в тропических лесах. Франциска Э. Зан, Блексейн Контрерас, Беттина М. Дж. Энгельбрехт, Герхард Гебауэр. Функциональная экология 38 (2024).
Читайте также
18 стран создают ассоциацию национальных инвентаризаций лесов в Европе | Пугналом
Только одно из пяти деревьев в немецких лесах здорово | Пугналом
