Бактерии и грибы могут вызывать в воображении образы болезней и испорченных продуктов, но они также приносят много пользы. Миллиарды микробов в горстке опавших листьев, например, выступают в качестве природных переработчиков и регенерируют питательные вещества, необходимые для роста следующего поколения растений.
«Если бы не бактерии и грибки, нас бы окружали массы мертвых деревьев и растительных остатков, так что они на самом деле выполняют очень важную работу», - сказал Сидни Глассман, доцент кафедры. микробиологии и патологии растений Калифорнийского университета в Риверсайде.
В то время как микробные сообщества являются движущей силой разрушения мертвых растений и животных, мало что известно о том, способны ли они справиться с большими изменениями климата. В статье, опубликованной сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences, Глассман и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвине рассмотрели, что происходит после того, как микробные сообщества перемещаются в новые климатические условия. Исследование является первым шагом к пониманию уязвимости этих экосистем к изменению климата.
Чтобы имитировать потепление планеты, исследователи выбрали пять исследовательских участков, различающихся по климату, вдоль гор Сан-Хасинто в южной Калифорнии, три из которых находятся в природных заповедниках, находящихся в ведении Калифорнийского университета. На каждом участке свой набор микробов-резидентов, привыкших к местному климату.
«Хотя мы знаем, что климат влияет на то, как быстро микробы могут перерабатывать растительный материал, мы не знаем, насколько важны определенные типы микробов для переработки», - сказала Дженнифер Мартини, профессор Калифорнийского университета в Ирвине и соавтор исследования. исследование.
Чтобы перемещать микробные сообщества, исследователи поместили микробы в нейлоновые контейнеры с крошечными порами. Эти «микробные клетки» были заполнены мертвой, стерилизованной травой и живыми микробами, полученными из каждого места исследования. Контейнеры позволяли воде и питательным веществам, но не микробам, входить и выходить. Количество травы, разложившейся микробами в клетках, измеряли через шесть, 12 и 18 месяцев.
Исследование подтвердило предыдущие результаты о том, что участки с умеренным климатом (не слишком жарким или холодным, не слишком влажным или сухим) подвержены большему разложению и, следовательно, являются наиболее эффективными местами для повторного использования питательных веществ. Однако, что еще более удивительно, источник микробов также повлиял на степень разложения. Микробы из одних мест работали лучше, чем из других, даже за пределами своей среды обитания. Например, при перемещении в более сухие кустарники микробы с пастбищ превзошли обитателей кустарников на целых 40 процентов.
«Мы ожидали увидеть ситуацию «преимущества домашнего поля», когда каждое микробное сообщество лучше всего разлагается на своем участке, но этого не произошло», - сказал Глассман.«Хотя мы знаем, что микробы медленнее разлагают растения в более жаркой и сухой среде, мы только сейчас узнаем, что определенные микробные сообщества играют независимую роль в разложении, и еще предстоит увидеть, как на эти сообщества повлияют изменение климата и опустынивание.."
Название статьи: «Реакция разложения на климат зависит от состава микробного сообщества». В дополнение к Глассману, который завершил работу в качестве постдокторского исследователя в Калифорнийском университете в Ирвине, сотрудниками в Калифорнийском университете в Ирвине являются: Мартини, Клаудия Вейхе, Джунху Ли, Михалин Олбрайт, Кейтлин Луби, Адам Мартини, Кэтлин Треседер и Стивен Эллисон. Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Министерством энергетики США.