В обычном саду Университета Род-Айленда Лаура Мейерсон выращивает образцы Phragmites, также известные как тростник обыкновенный, которые она собирает со всего мира. И хотя все они относятся к одному и тому же виду, каждая линия растений обладает уникальными чертами.
Теперь Мейерсон, профессор наук о природных ресурсах, и профессор Северо-восточного университета Дженнифер Боуэн обнаружили, что даже когда две разные линии растут бок о бок в одной и той же экосистеме, бактериальные сообщества в почве резко различаются. Это открытие поможет понять, как происходит успешное вторжение растений, и условия, необходимые для его успеха.
«Это похоже на то, что разные линии выращивают свои собственные микробные сообщества», - сказал Мейерсон. «Что удивительно, так это то, что инвазивные популяции Phragmites в Род-Айленде и Калифорнии будут иметь микробные сообщества, более похожие, чем местные и инвазивные популяции, живущие рядом друг с другом в Род-Айленде».
Линия Phragmites, родом из Северной Америки, населяла местные водно-болотные угодья в течение тысяч лет, но линия, завезенная из Европы, начала захватывать многие болота Северной Америки.
«Меня интересуют бактерии в солончаках, но я никогда не задумывался об этих конкретных взаимодействиях между растениями и микробами и о том, как микробы в почве работают, чтобы одновременно способствовать успеху растений и подавлять их рост», - сказал Боуэн. «Но оказывается, что эволюционные признаки различных линий растений настолько сильны, что это приводит к сходным микробным сообществам у родственных растений, которые встречаются по всей стране. И это невероятно."
В исследовательской статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature Communications, Мейерсон и Боуэн описывают свои полевые исследования и контролируемые эксперименты на местных, инвазивных и обитающих в Мексиканском заливе линиях Phragmites. Оба метода показали, что бактериальные сообщества в почве в первую очередь структурированы по происхождению растений, а не по факторам окружающей среды, как считалось ранее.
«Эти результаты противоречат общей догме, согласно которой окружающая среда определяет микробное сообщество, которое вы собираетесь получить», - сказал Мейерсон. «Две популяции, растущие близко друг к другу, должны иметь микробные сообщества, более похожие, чем те, которые живут дальше друг от друга. Но наши результаты говорят, что это не так. сообщество."
Эти результаты важны для лучшего понимания успеха и приспособленности инвазивных видов.
«Микробы действительно важны с точки зрения определения того, что происходит в растительном сообществе», - объяснил Мейерсон. «Выбирая определенные микробные сообщества, они конструируют свою экосистему снизу вверх. То, что происходит на микробном уровне, влияет на приспособленность и химический состав растений, а это влияет на взаимодействие растений».
Исследователи заметили, что микробы, связанные с местным Phragmites, содержат больше видов бактерий, которые используются для защиты растения от вражеских атак, чем микробы, связанные с инвазивной разновидностью, которая оставила большинство своих врагов в своей родной среде. среда.
«Инвазивным растениям не нужно было культивировать эти защитные механизмы среди своих микробных сообществ», - сказал Боуэн. «Наше исследование показывает, что эти растения успешны в качестве захватчиков отчасти потому, что они освобождены от необходимости выращивать микробный защитный щит."
Мейерсон сказала, что ее результаты открывают новую перспективу для тех, кто управляет землей и пытается контролировать инвазивные растения.
«Это еще одна причина быть осторожным с инвазивными видами», - сказала она. «Мы должны смотреть не только на то, что происходит над землей. Мы также должны смотреть на микробные сообщества снизу вверх и на то, как они влияют на экосистемы снизу вверх».