​Ученые из Почвенного института имени В. В. Докучаева исследовали бактериальный состав зарождающихся почв тундры. Они обнаружили, что микроорганизмов становится больше по мере того, как разносящие ветром пески закрепляются на земле и превращаются в почву.

В то же время относительное обилие цианобактерий, способных к фотосинтезу и фиксации азота, становится меньше. Статья опубликована в журнале Plos One. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.

Живущие в тундре растения, животные и бактерии помогают регулировать глобальный углеродный баланс. Но пески здесь бедны питательными веществами, а средняя годовая температура неблагоприятна для развития растений. Как они растут, хорошо известно, но как меняются микробные сообщества – изучено слабо, хотя именно бактерии первыми заселяют породу и меняют ее состав, начиная процесс образования почвы. Нехватка доступного азота не дает растениям нормально расти, особенно на бедных почвах в холодных районах. Спасителями таких растений становятся бактерии, способные переводить азот в доступную для растений форму. Их исследованием и занимались ученые.

Исследователи использовали метод хронорядов: сравнивали территории разного возраста. Выбрали два участка на берегах реки Печоры: типично тундровый кустарничковый ландшафт и негустой лес (редколесье). Пески тундры, которые время от времени закрепляются корнями растений и постепенно превращаются в почву, влияют на изучение бактерий, поэтому ученые взяли за основу анализ стадий закрепления песка.

Для обоих участков исследовали три типа поверхности, соответствующие стадиям закрепления песка: незафиксированный, то есть «блуждающий» песок, зафиксированный отчасти – с мхами и лишайниками и зрелую почву под развитым растительным покровом. Микроорганизмы исследовали при помощи анализа ДНК, выделяемой из образцов песка и почвы. Даже незакрепленные пески без растительного покрова уже населены разнообразным микробным сообществом, насчитывающим сотни видов бактерий.

В процессе образования почвы на песках, которые переносятся ветром, микроорганизмов становится все больше, в том числе тех, которые связаны с превращениями азота. До 35% прокариот – это протеобактерии и ацидобактерии. Относительно высокое обилие синезеленых водорослей, способных к фотосинтезу и фиксации азота, бактерий типа Chloroflexi и архей малоизученной группы Thaumarchaeota, проживало на «блуждающих» песках. А планктомицеты (уникальные по структуре бактерии) жили в зрелых почвах.

Исследователи пришли к выводу, что состав бактерий в развитых почвах под разными типами растительности различался слабо, что говорит об унификации микробного сообщества в процессе образования почвы.

«Эта статья – одна из наших работ в рамках фундаментального проекта по изучению изменений микробных сообществ почвы во времени в зависимости от разных факторов. В рамках него мы, например, исследовали, как изменяются микробные сообщества черноземов в зависимости от типа землепользования. Оценивали, как сильно меняются микробные сообщества в почвах, погребенных под древними земляными сооружениями, и можно ли их ДНК использовать для реконструкции экологической картины более раннего времени. Также в планах – исследование сезонных изменений микробных сообществ в течение года в зависимости от температуры, влажности и активности растений и анализ изменений микробиоты тропических почв при сведении и восстановлении естественных тропических лесов», – рассказывает Тимофей Чернов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела биологии и биохимии почв Почвенного института имени В. В. Докучаева.

Похожие новости

  • 20/05/2019

    Ученые РФ разработают автономную станцию для мониторинга подледной ситуации в Арктике

    Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук (РАН) начал разработку автоматизированной системы подледных зондирований - автономной ледовой станции, предназначенной для мониторинга морской среды, метеорологических условий, а также предупреждения стихийных бедствий и техногенных катастроф в Арктике.
    231
  • 19/11/2018

    Собрана база данных об изменении уровня моря российской Арктики за 24 тысячи лет

    ​Географы собрали базу данных об изменениях относительного уровня морей Арктического побережья России. База включает 385 точек от Баренцева до Карского моря и охватывает последние 24 тысячи лет. Если в Сибирской Арктике уровень моря плавно поднимался в течение последних тысячелетий, то в европейской части он резко падал.
    188
  • 25/04/2019

    Ученые нашли причины разной скорости таяния льда в евразийской и американской Арктике

    ​Группа ученых при участии сотрудников Московского физико-технического института (МФТИ) описала механизм, который приводит к тому, что в XXI веке льды в евразийской Арктике тают быстрее, чем в американской, в дальнейшем эти сведения можно использовать для прогнозирования хозяйственной деятельности в регионе.
    322
  • 25/09/2018

    В России создадут систему прогнозов состояния арктических морей

    ​Создание системы оперативного прогноза ситуации в арктических морях представляется для России крайне важным проектом, ввиду стоящей задачи освоения Арктики. Такая система сможет предоставлять прогностическую информацию о гидрометеорологических изменениях в акватории.
    482
  • 04/12/2018

    Томские географы изучают самый быстротающий ледник России с помощью дронов

    Группа географов Томского государственного университета разработала новую методику исследования процесса таяния ледников. Для получения информации о характере и динамике изменений ученые используют беспилотные летательные аппараты.
    714
  • 17/02/2018

    Вячеслав Штыров: Для экологической безопасности Арктики необходимо законодательное сопровождение

    ​Сенатор провел заседание Совета по Арктике и Антарктике при СФ. Председатель Совета по Арктике и Антарктике при СФ, представитель от исполнительного органа государственной власти Республики Саха (Якутия) Вячеслав Штыров провел заседание Совета на тему «О законодательном обеспечении сохранности многолетнемерзлых грунтов при хозяйственном освоении Арктической зоны РФ».
    900
  • 18/11/2015

    Дни Арктики в Москве: Культурная и деловая программа

    ​С 19 по 21 ноября 2015 года в Москве пройдет Федеральный Арктический Форум - Дни Арктики в Москве. Основные цели мероприятий - привлечение внимания к природным, историческим и культурным объектам Арктики, повышение туристической привлекательности районов Крайнего Севера России, в том числе посредством фото- и киноискусства, рассказ о великолепии многоликого мира Севера и арктического региона, а также конструктивный диалог о решении экологических задач в Арктике.
    1427
  • 04/12/2017

    Проектный альянс «Арктика» обсуждает создание интеллектуальных точек нефтедобычи

    Компании проектного альянса "Арктика" обсудили возможность совместной работы над интеллектуальной точкой добычи нефти, оборудованной для работы в условиях Крайнего Севера. Членам альянса проект презентовали на круглом столе в ходе открытия коворкинг-пространства "Точка кипения".
    760
  • 10/01/2018

    Арктические исследования ТПУ в топе Российского научного фонда

    ​Российский научный фонд (РНФ) для научного портала Indicator.Ru выбрал топ-10 самых ярких и важных научных результатов 2017 года. В разделе «Науки о Земле» эксперты фонда назвали лучшим исследование, проводимое учеными Томского политехнического университета.
    808
  • 08/07/2019

    Российские геологи выяснили, как ведут себя газовые гидраты в условиях глобального потепления

    ​Ученые Томского политехнического университета обобщили понимание функционирования арктической системы «подводная мерзлота-гидраты» в условиях современного потепления на основе 44 всесезонных экспедиций, выполненных за последние 25 лет в морях Восточной Арктики.
    149