Международная команда экологов и биологов составила карту, на которой отмечены симбиотические отношения деревьев с почвенными микробами и грибами, обитающими в 70 странах мира. Всего на карту попала информация о более чем миллионе деревьев. В ходе работы ученые выяснили, что распространение симбиозов разного типа зависит главным образом от климата.

Под каждым лесом есть своеобразный интернет — сложная подземная сеть из связанных друг с другом корней, грибков и бактерий. Эти организмы часто связаны друг с другом посредством симбиоза — например, грибы и бактерии помогают растениям усваивать полезные органические и неорганические вещества из почвы, а также связывают углекислый газ и азот из атмосферы.

Симбионты бывают нескольких разных типов. Одни, арбускулярные микоризные грибы, могут проникать нитями грибницы между клеток растения или даже в сами клетки. Корни растения при этом практически не меняются, и обнаружить таких симбионтов можно только в микроскоп. Другие, эктомикоризные, оплетают корень плотной сетью своих нитей и могут проникать в межлекточное пространство, но не в клетки. Третьи вступают в симбиоз с растениями только одного семейства. Наконец, еще один вид симбионтов, азотфиксирующие бактерии, умеют захватывать азот из атмосферы и обогащать им почву.

Ранее ученые уже пытались предположить, из-за чего в конкретной местности преобладает тот или иной тип симбиоза. Однако из-за отсутствия географических данных и без учета климатических факторов их результаты были неполными. Авторы нового исследования все это учли.

Для этого коллектив ученых использовал базу данных проекта Global Forest Observations, который занимается мониторингом лесов. В ней содержится информация о более чем миллионе сообществ деревьев (более 1 100 000 экземпляров, 28 000 видов) из более чем 70 стран мира. С помощью алгоритма машинного обучения ученые определили, как различные факторы, связанные с климатом, химическим составом почвы, растительностью и топографией, влияют на численность каждого типа симбионтов каждого дерева. Кроме этого, исследователи также учли и скорость разложения органических остатков в зависимости от температуры и осадков.

Все эти расчеты ученые нанесли на карту, получив картину глобального распределения разных типов симбиозов. Таким образом ученые визуализировали глобальную древесно-микробно-грибную сеть.

Выяснилось, что деревья, вступающие в симбиоз с эктомикоризой, составляют всего 2% видов растений, но зато по численности это 60% всех деревьев на Земле. Эктомикоризный симбиоз чаще всего встречается в лесах, где сезонно холодный и сухой климат мешает разложению. Кроме того, это преобладающая форма симбиоза в высоких широтах и ​​в районах, расположенных высоко над уровнем моря.

Арбускулярно-микоризный симбиоз, напротив, шире распространен в теплых сезонных тропических лесах. Граница между ним и эктомикоризным типом достаточном резкая и зависит от климатических зон, а от них, в свою очередь, зависят типы разложения.

Третий вид симбионтов, распространение которых исследовали ученые, — азотфиксирующие бактерии. В отличие от микоризных грибов, они не очень чувствительны к климату. Эти бактерии чаще всего встречаются в засушливых регионах с щелочными почвами и высокими максимальными годовыми температурами.

Полученную учеными модель теперь можно использовать для анализа изменений в глобальных экосистемах. С ее помощью ученые получат возможность понять то, как взаимодействуют биогеохимические процессы и климат.

Источники

Ученые составили всемирную карту древесно-микробно-грибной сети
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 03/06/2019
Ученые составили всемирную карту древесно-микробно-грибной сети
Чердак (chrdk.ru), 16/05/2019
Международный коллектив ученых составил всемирную карту древесно-микробно-грибной сети
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 05/06/2019

Похожие новости

  • 14/07/2017

    Ученые СФУ будут отслеживать изменения климата по кольцам тибетских деревьев

    ​Международная группа исследователей с участием российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) разработала эффективный метод оценки влияния климатических изменений на развитие растений, основанный на математическом моделировании, сообщила пресс-служба СФУ.
    1189
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    1314
  • 23/08/2018

    Российские ученые исследуют гены опасного поведения

    ​Новое исследование российских генетиков поможет объяснить и предупредить возникновение агрессивного поведения. Эти сведения нужны для понимания механизмов влияния генов на проявление характера и поступки.
    860
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    1289
  • 23/08/2019

    Ученые разрабатывают светящиеся белки для поиска раковых клеток в организме

    ​Международная группа исследователей, в которую вошли представители Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), разрабатывает специальные белки, способные в составе медицинских препаратов определять в организме раковые клетки и сигнализировать о них свечением под лучами ультрафиолетовой лампы или лазера.
    684
  • 26/09/2018

    Разработан эффективный способ получения бактериальной целлюлозы

    ​Российские ученые разработали эффективный способ производства бактериальной целлюлозы из штамма чайного гриба. Они определили условия и методы выращивания бактерий, которые позволяют получить большее количество пленок этого вещества.
    691
  • 30/10/2018

    Ученые из РФ, Египта и Германии предложили простой способ определения пола финиковых пальм

    ​Ученый Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Египта и Германии выявили молекулярные маркеры (ДНК- маркеры), которые позволили им определить пол финиковых пальм на стадии саженцев, что необходимо для успешной культивации этих растений.
    768
  • 14/12/2017

    Сибирские геофизики объяснили озоновую дыру естественными причинами

    ​Ученые Сибирского федерального университета сравнили состояние содержание озона в Северном полушарии по спутниковым данным и выдвинули новую гипотезу возникновения Антарктической озоновой дыры. Результаты исследования опубликованы в "Журнале Сибирского федерального университета".
    848
  • 15/08/2017

    К чему ведет редактирование генома

    ​Недавно в журнале Nature была опубликована статья, рассказывающая об успешном исправлении мутации в ДНК человеческого зародыша при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9. Возможность устранения ошибок в геноме ведет к абсолютно новой ситуации, которая разворачивается на наших глазах.
    1277
  • 29/01/2019

    Выявлены ассоциации генов, связанных с адаптацией ладанной сосны к окружающей среде

    Биологи Сибирского федерального университета (СФУ) вместе с коллегами из США, Канады и Германии изучили генетическую основу устойчивости ладанной сосны к засухе. &13; Ладанная сосна - один из наиболее экономически значимых видов хвойных, ее древесину используют в разных областях промышленности.
    476