Исследование показало, что почвенные грибы имеют самое важное значение в выживании семян тропических деревьев
То, как конкретные грибы взаимодействуют с семенами в почвах тропических лесов, может быть решающим арбитром в борьбе за выживание среди тропических деревьев.
«В зависимости от вида семян, с которыми он сочетается, грибок может убить семена, препятствовать их развитию или, наоборот, способствовать их прорастанию», - говорит Каролина Сармьенто, научный сотрудник Смитсоновского института тропических исследований и ведущий автор нового опубликованного исследования. в Трудах Национальной академии наук.
Исследование показало, что, несмотря на широкий набор видов, доступных на выбор, тропические грибы и семена привередливы в связывании друг с другом. Ранние сочетания с определенным грибком могут повлиять на выживание семян, а также могут помочь объяснить, почему тропические леса остаются такими разнообразными.
Примеры грибов, выделенных из семян в эксперименте по захоронению на острове Барро-Колорадо в Панаме. (Фото Каролины Сармьенто / Смитсоновский институт тропических исследований)
«Эти видоспецифичные результаты удивительны, потому что многие из грибов, выделенных в исследовании, могут колонизировать различные виды растений, каждый со своей собственной химической и физической защитой семян», - добавляет Сармиенто. «Мы еще не знаем, почему грибы ведут себя по-разному в зависимости от вида семян, которые они заражают, но эти реакции имеют решающее значение для понимания их выживания и роста в тропических лесах».
Чтобы прояснить, как грибы взаимодействуют с семенами тропических растений, Сармиенто и ее коллеги закопали тысячи семян девяти местных видов деревьев на различных участках леса на острове Барро-Колорадо в Панаме. Они выкапывают семена после периодов под землей от одного месяца до года. После стерилизации внешних поверхностей семена разрезают пополам. Они поместили одну половину в культуральную пробирку, чтобы изолировать любые грибы, которые могли проникнуть в ткань семян, и обработали другую половину, чтобы проверить, жив ли еще зародыш крошечного растения.
Семена всех девяти видов тропических деревьев, использованных в эксперименте по захоронению на острове Барро-Колорадо в Панаме (фото Каролины Сармиенто / Смитсоновский институт тропических исследований)
Команда обработала более 8300 семян и выделила 1460 грибов, идентифицировав более 200 различных штаммов грибов. Каждый из девяти видов растений привлекал особое сообщество грибов, несмотря на разное время пребывания под землей, разные типы почв и даже разное лесное окружение. Фильтрующий эффект видов растений - даже семян - на типы грибов, которые они привлекают, дает важное понимание неуловимой тайны сохранения разнообразия тропических лесов.
Различные грибы могут по-разному влиять на семена одного и того же вида. Слева семена Cecropia insignis, прорастающие после инокуляции штаммом гриба. Справа семена одного вида, зараженные другим штаммом грибов.
В тропиках в непосредственной близости растут многочисленные виды, но отдельные виды широко разбросаны и в некоторых местах редки. Ученые предполагают, что этот образец разнообразия может поддерживаться специализированными патогенами, вредителями или хищниками вида-хозяина, которые делают местный район враждебным по отношению к себе подобным, одновременно способствуя росту неродственных видов.
Колумбийский ученый Камило Заламеа работает над своим проектом «Синдромы защиты семян тропических лесных деревьев: эмерджентные свойства покоя семян, защиты и микробных взаимодействий» на острове Барро Колородо, в искусственном озере Гатун Панамского канала, 23 ноября 2015 г. (AFP) ФОТО / Родриго АРАНГУА)
«По мере увеличения плотности особей одного вида болезни более вероятно передаются от одного человека к другому», - сказала старший автор А. Элизабет Арнольд, профессор Университета Аризоны. «Большая часть работы в этой области сосредоточена на саженцах и саженцах тропических деревьев, но то, что происходит с семенами, менее известно».
Следуя своим результатам, исследователи инокулировали свежие семена семи исследуемых видов штаммами грибов, выделенными во время эксперимента по захоронению. Они прорастили новые семена в теплице и подтвердили, что грибы влияют на смертность и всхожесть семян в зависимости от вида.
«Один поразительный результат заключался в том, что если грибок оказывал патогенное действие на один вид растений, он, вероятно, имел противоположный эффект на другой», - сказал соавтор Пол-Камило Заламеа, научный сотрудник Смитсоновского института.
«Благотворно влияя на одни виды, не давая другим восстанавливаться, грибы могут стать решающими арбитрами в борьбе за существование в тропических лесах», - сказал исследователь проекта Джеймс Даллинг, профессор Университета Иллинойса, Урбана-Шампейн.
Оригинал статьи:
https://insider.si.edu/2017/10/study-reveals-soil-fungi-fina...