​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

  • 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.
    320
  • 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.
    501
  • 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.
    618
  • 05/12/2019

    Пресс-конференция в МИА «Россия сегодня» «Когда взорвется климатическая бомба?»

    4 декабря в Международном мультимедийном пресс-центре МИА «Россия Сегодня» состоялась пресс-конференция с участием российских и зарубежных ученых, посвященная результатам экспедиции в моря Восточной Арктики в октябре 2019 года.
    791
  • 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.
    925
  • 10/02/2020

    Научные направления ТГАСУ – в мировом тренде

    ​ТГАСУ – один из лучших архитектурно-строительных университетов в России и сильнейший проектный, научно-исследовательский и экспертный центр с уникальными интеллектуальными и техническими ресурсами. Вуз готовит не только качественных специалистов-практиков, но и выдающиеся научные кадры.
    390
  • 30/10/2019

    Очистку Арктики начнут с Заполярья

    ​В Мурманской области запустят пилотный проект по очистке территории региона от стойких органических загрязнителей (СОЗ), разработанный учеными новосибирского Института органической химии Сибирского отделения РАН.
    581
  • 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.
    1128
  • 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".
    1146
  • 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.
    1222