БЛУМИНГТОН, Индиана - Микроскопический грибок, обитающий в самой распространенной траве на востоке США, может сокращать разнообразие растений во всем своем расширяющемся ареале. Гриб обеспечивает конкурентные преимущества для своего хозяина, овсяницы тростниковой, но он токсичен для домашнего скота, диких животных и насекомых, поедающих зараженную траву. Экономические последствия могут достигать миллиарда долларов в год только в животноводстве, но есть и другие последствия как в сельском хозяйстве, так и в охране природы.
В отчете журнала Science от 10 сентября биологи Университета Индианы Кит Клэй и Дженни Холах описывают результаты четырехлетнего эксперимента с овсяницей тростниковой на экспериментальном поле IU Botany Experimental Field. Их исследование показывает, что внутренний гриб, называемый эндофитом, Neotyphodium coenophialum, часто встречающийся в овсянице высокой, может оказывать серьезное влияние на количество других видов, сохраняющихся в районах, где растет зараженная трава.
«Зараженные растения более энергичны, более токсичны для травоядных и более устойчивы к засухе, чем неинфицированные растения», - сказал профессор Клей. «Овсяница высокорослая была завезена из Европы в прошлом веке, и ее широко выращивали в качестве корма, газона и сохранения почвы. Но она также является стойким захватчиком природных сообществ, где она может вытеснять местные виды растений и сокращать популяции диких животных. Овсяница в настоящее время является самой распространенной многолетней травой на востоке Соединенных Штатов, и около двух третей ее площади заражены грибком, который также не является родным для Северной Америки Потенциальное воздействие грибка на сообщества велико, учитывая обилие и дистрибутив своего хоста."
Зараженную траву нельзя определить визуально, потому что листья выглядят так же, как и незараженная трава. Грибок обитает в промежутках между клетками растения, и внешних признаков его присутствия нет. Гриб поражает только овсяницу, так как распространяется только внутри семян зараженных растений. Таким образом, грибок не передается другим растениям, и только зараженная овсяница пожинает немалые плоды грибка.
Клэй и Холах летом 1994 года заложили восемь экспериментальных участков, каждый из которых вначале имел разнообразную растительность. Затем чередующиеся участки засаживали зараженными или незараженными семенами овсяницы. Через два месяца на каждом участке вместе со многими другими видами были насаждения овсяницы. Никаких других обработок, таких как удобрения, пестициды или скашивание, не применялось.
Через четыре года на зараженных участках преобладала овсяница - почти 90 процентов биомассы - в то время как на незараженных участках были более разнообразные популяции других злаков, таких как мятлик Кентуккийский, причем овсяница составляла менее 60 процентов биомассы..
Общая биомасса не отличалась между зараженными и незараженными участками, поэтому чистая продуктивность не пострадала. Однако грибок может воздействовать на общество несколькими другими способами.
«Гриб производит токсичные алкалоиды, которые, возможно, изменили модели питания мелких травоядных млекопитающих, птиц и насекомых, которых было много на наших участках», - сказал Клэй. «Кроме того, заражение грибком повышает засухоустойчивость овсяницы, а летом в южной Индиане часто бывают продолжительные периоды без дождя. Наконец, инфицированные растения более продуктивны, чем неинфицированные, в отсутствие стресса. Любой или все эти факторы может способствовать доминированию зараженной овсяницы в смешанной растительности».
Результаты исследования имеют значение как для сохранения, так и для сельского хозяйства, добавил он, потому что потеря разнообразия растений вероятна везде, где овсяница распространена и сильно заражена, а не только в районах, где она была посажена.
«Независимые данные свидетельствуют о том, что инфекция увеличивается в смесях видов растений с течением времени, поэтому участки с низким уровнем заражения могут стать сильно инфицированными», - пояснил он.«Передача гриба семенами обеспечивает его распространение с травой. Учитывая его широкое распространение и высокую частоту заражения, овсяница тростниковая может угрожать сохранению местных видов растений и связанных с ними животных, влиять на сукцессию и изменять пищевые сети в растительных сообществах».