Kërpudhat e tokës mund të ndihmojnë në shpjegimin e gradientit global në diversitetin e pyjeve

Një punim i botuar në Nature Communications Biology kontribuon në vlerësimin në rritje për rolin e jashtëzakonshëm që luajnë mikrobet në gjithçka, nga tretja e njeriut te rendimentet e të korrave: mikrobet në tokë – kërpudhat në këtë rast – duket se po ndikojnë në diversitetin e pyjeve në shkallë globale.

Pyjet në Tokë shfaqin një gradient të theksuar nga ekuatori drejt poleve: Pyjet tropikale pranë ekuatorit priren të përfshijnë një numër të madh speciesh të ndryshme, ndërsa pyjet më afër poleve mbështesin më pak diversitet bimor.

Një shpjegim për këtë fenomen thotë se patogjenët e tokës, duke përfshirë bakteret dhe kërpudhat , ndihmojnë në krijimin e këtij gradienti. Patogjenët specifikë të specieve grumbullohen pranë pemëve të rritura dhe bollëku i tyre mund të zvogëlojë suksesin e të miturve që rriten pranë prindërve të tyre, duke promovuar kështu diversitetin e specieve. Ky efekt është më i fortë në klimat e ngrohta dhe të lagështa, duke kontribuar në diversitetin më të madh në pyjet pranë ekuatorit.

Megjithatë, një studim i ri i udhëhequr nga Camille Delavaux, një shkencëtare kryesore në ETH Cyrih në Zvicër, i shton një kthesë kësaj historie të vendosur. Kërpudhat mikorizale – kërpudhat e tokës që formojnë marrëdhënie reciproke të dobishme me shumicën e rrënjëve të bimëve në nivel global – duket se po kundërveprojnë efektet e patogjenëve të dëmshëm të tokës në mënyra që ndikojnë në modelet globale të diversitetit të pyjeve.

“Ky dokument ofron një mekanizëm shtesë që mund të ndihmojë në shpjegimin pse diversiteti i përbërjes së pyjeve ndryshon me gjerësinë gjeografike dhe pak më shumë rreth mënyrës se si mikrobet mund të rregullojnë modelet e diversitetit në të gjithë planetin,” thotë Matthew Baker, profesor i gjeografisë dhe sistemeve mjedisore në Universitetin e Maryland. , Baltimore County (UMBC) dhe një bashkëautor në studimin e ri.

Të dy klasat kryesore të këtyre kërpudhave reciproke, ektomokorizale dhe mikorizale arbuskulare, mund të përmirësojnë mbijetesën e të miturve. Megjithatë, studimi i Delavaux dhe kolegëve zbuloi se kërpudhat ektomikorizale kanë një efekt më të theksuar. Kërpudhat ektomikorizale formojnë një mbështjellës rreth rrënjëve të bimëve, të cilat studiuesit besojnë se mund t’i mbrojnë drejtpërdrejt bimët kundër patogjenëve. Ektomikorizat janë më të zakonshme në gjerësi më të larta dhe gjithashtu kanë më shumë gjasa të jenë specialistë që mbështesin një specie të vetme pemësh.

Kërpudhat arbuskulare janë më të zakonshme pranë ekuatorit dhe mund të ofrojnë më pak mbrojtje kundër patogjenëve. Ata gjithashtu kanë më pak gjasa të specializohen me një specie të veçantë pemësh. Kjo do të thotë se ata kanë më shumë gjasa të inkurajojnë specie të ndryshme pemësh të rriten aty pranë.

Punimi i ri gjeti prova fillestare si për efektet promovuese të diversitetit të kërpudhave arbuskulare ashtu edhe për efektet e reduktimit të diversitetit të kërpudhave ektomikorizale, “që duket se sugjeron se këta mekanizma mund të luajnë shumë mirë një rol në nxitjen e modeleve të biodiversitetit global në speciet e pemëve. ” shpjegon Baker.

Gjetjet e ekipit hulumtues të marra së bashku me kuptimin e mëparshëm të këtyre kërpudhave mund të shpjegojnë modelet e njohura të diversitetit të pemëve pyjore të lidhura me gjerësinë gjeografike. “Dhe kjo është emocionuese,” thotë Baker. “Modelet globale të biodiversitetit mund të mos rezultojnë vetëm nga marrëdhëniet antagoniste midis pemëve dhe patogjenëve të tyre, por edhe nga marrëdhëniet simbiotike me kërpudhat në tokë.”

“Këto gjetje ishin të mundshme vetëm për shkak të një rrjeti mbresëlënës global të parcelave pyjore të administruara nga Rrjeti i Observatorit Global të Tokës Pyjore të Institutit Smithsonian (ForestGEO),” shpjegon Delavaux. Për të qenë anëtarë të rrjetit, studiuesit në vendet e ForestGEO duhet të angazhohen për inventarizimin e pemëve në parcelat e tyre çdo pesë vjet, gjë që përfshin regjistrimin e madhësisë dhe koordinatave të sakta të çdo peme brenda kufijve të parcelës me një diametër prej të paktën një inç. Disa site mbledhin gjithashtu të dhëna për jetën e egër, mikrobiotën e tokës dhe më shumë duke përdorur protokolle të standardizuara të krijuara nga rrjeti. Studimi aktual përdori të dhëna nga 43 nga 77 parcelat globale të ForestGEO, duke përfshirë një parcelë në kampusin kryesor të UMBC.

Rrjeti “pasqyron gatishmërinë e njerëzve në komunitetin shkencor për të bashkuar burimet për të mirën më të madhe,” thotë Baker. Në rastin e UMBC, studentë vullnetarë, të udhëhequr nga studentja e diplomuar Anita Kraemer, mblodhën shumicën dërrmuese të të dhënave.

Dy parcelat prej 6,25 hektarësh (rreth 15 hektarë) të UMBC janë unike në mënyra të tjera: ato ishin parcelat e para urbane dhe të buta ForestGEO kur u bashkuan me rrjetin në 2012 me iniciativën e Erle Ellis, profesor i gjeografisë dhe sistemeve mjedisore dhe një bashkëpunëtor. -autor i punimit të ri dhe student i diplomuar Jonathan Dandois. Dandois përfundoi doktoraturën. në gjeografi dhe sisteme mjedisore në vitin 2013 dhe tani është menaxher i Sistemeve të Informacionit Gjeografik në Universitetin Johns Hopkins.

Komplotet e UMBC përfshijnë skajet pyjore (ngjitur me objektet e kampusit si fushat e tenisit, parkingjet dhe një pishinë) dhe përmbajnë një larmi specie ekzotike përveç bimëve vendase. Si rezultat, diversiteti i specieve të komploteve për zonën e njësisë tejkalon pyjet e tjera të buta dhe rivalët e disa prej komploteve pyjore tropikale në rrjet. Këto vëzhgime kanë nxitur punën e fundit të Baker-it mbi pyjet urbane.

Gjetjet e reja mbi rolin e kërpudhave në strukturën globale të pyjeve mund të jenë vetëm fillimi i të kuptuarit se si mikrobet drejtojnë modelet e biodiversitetit global. ” Komuniteti shkencor është shumë në fazën e të mësuarit rreth vlerësimit të diversitetit të llojeve të ndryshme të mikrobeve të tokës dhe shpërndarjes së tyre në planet,” thotë Baker, “dhe kërkuesit si Dr. Delavaux po zgjerojnë të kuptuarit tonë.”

Delavaux është i ngazëllyer për të ndjekur punën e lidhur përpara. “Kërkimet e ardhshme do të përdorin të dhënat e disponueshme të regjistrimit të pemëve dhe do të gjenerojnë të dhëna shtesë të sekuencës gjenetike mikrobike nga 30 parcela për të lidhur drejtpërdrejt mikrobiomën me strukturën e komunitetit të bimëve,” thotë ajo.