Самая крупная доля углерода, удерживаемого в почвах северных лесов, может приходиться на живые и разлагающиеся корни деревьев и кустарников, а также на грибки, которые обитают на них.

Островок на северном шведском озере Удьяуре (фото Karina Clemmensen).По некоторым оценкам, в почвах планеты хранится вдвое с лишним больше углерода, чем в атмосфере. Бореальные леса покрывают около 11% поверхности Земли, и в них находится примерно 16% от общего объёма углерода в почве.

Лет десять назад большинство учёных полагали, что основная часть разложившихся органических веществ (гумуса) в почве — это опавшие ветки и хвоя, замечает Бьёрн Линдаль из Шведского университета сельскохозяйственных наук. Это считалось особенно верным для почв на небольших островах северных озёр, где лесные пожары редки и слой гумуса порой достигает более метра в глубину.

Но когда г-н Линдаль и его коллеги взяли пробы углерода на разной глубине из почв 30 островов, располагающихся в двух шведских озёрах близ полярного круга, выяснилось, что накоплением органического материала, упавшего сверху, нельзя объяснить обнаруженную концентрацию углерода. На островах площадью более 1 га на каждый квадратный метр почвы, остававшийся нетронутым как минимум 100 лет, приходилось около 6,2 кг углерода. А на островах менее 0,1 га за прошедший век накопились колоссальные 22,5 кг/м².

Эту разницу учёные объясняют теперь углеродом, попавшим в почву из корней деревьев и кустарников, а также из симбиотических с ними грибов. Последние, окрещённые эктомикоризальными (то есть с эктотрофной микоризой), помогают своим хозяевам высасывать из почвы воду и питательные вещества, получая в ответ свою долю пропитания. Г-н Линдаль и его коллеги полагают, что на больших островах на корни и эти организмы приходится около 47% почвенного углерода, а на маленьких — почти 70%.

Точно неизвестно, почему на маленьких островах корни и грибы играют настолько большую роль. Возможно, это связано с более медленной скоростью разложения материала.

Что нам с того? Пока не ясно. Эколог Йохан Берг из того же учреждения ещё не знает, каким образом новые данные повлияют на оценку освобождения почвенного углерода в атмосферу в результате глобального потепления. Рост температуры, вероятно, приведёт к активизации почвенных микроорганизмов, разлагающих органику, и в атмосферу будет попадать больше углерода. Но в то же время в более благоприятных условиях северные деревья и кустарники станут расти быстрее, в результате чего увеличится поглощение ими углерода.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Растения амброзии каким-то образом узнают, кто растёт рядом, и если это ближайший родственник, то амброзия позволяет грибам микоризы распространиться так, чтобы и родственная особь могла воспользоваться их услугами.

Амброзия полыннолистная, доставляющая столько неприятностей аллергикам, оказывается, обладает родственными чувствами. (Фото gmayfield10.)Сообщества растений устроены не менее сложно, чем сообщества животных: растениям могут нравиться одни соседи, не нравиться — другие, а с третьими они вообще могут быть на ножах. Разные особи могут обманывать друг друга и изобретать способы разоблачения чужого обмана. И наоборот: растения могут помогать тому, к кому они расположены (например, своим ближайшим родственникам).

Так, если амброзия полыннолистная чувствует родственную связь с теми, кто находится рядом, она помогает им с помощью грибов-микоризообразователей, о чём сообщают в веб-журнале PLoS ONE исследователи из Университета Макмастера (Канада). Амброзия, как и многие другие растения, пользуется услугами грибов-симбионтов, которые оплетают своим мицелием корни растения, образуя так называемую микоризу. Растения дают грибам органические продукты фотосинтеза, а взамен получают минералы, питательные вещества (которыми иначе им не разжиться) и защиту от патогенов.

Но микориза даёт жить одним растениям за счёт других. Подземная грибница может оплетать корни сразу нескольких растений, и в этом случае кто-то может начать пользоваться всеми услугами, ничего не отдавая взамен и полагаясь в этом на своего соседа. То есть расплачиваться с грибами за услуги микоризы будет кто-то один, а пользоваться — оба.

А вот растения амброзии могут сами решать, позволять ли окружающим пользоваться их микоризой. Исследователи высаживали амброзию либо вместе с её братьями и сёстрами, либо с чужими, генетически неродственными особями. Оказалось, что в случае соседей-родственников грибница пышно разрасталась и распространялась на соседские корни. Содержание большой грибницы стоит немало, но тут от неё была польза для своих же. При этом, разумеется, выгоду имели и растения: чем лучше росли грибы, тем меньше корни амброзии были поражены патогенами. Если же рядом росли какие-то чужие особи, грибница оставалась небольшой, чтобы чужаки не могли эксплуатировать её.

Это говорит о том, что в растительном сообществе существуют ещё не совсем понятные для нас связи, внутри- и межвидовые отношения, которые формируют облик сообщества. Не совсем понятные — потому что механизмы, лежащие в основе таких отношений, нам пока неизвестны. Вот и сейчас исследователи не могут сказать, как амброзия узнаёт в соседе родственника или чужого. Хотя очевидно, что от расшифровки таких механизмов выиграет не только наше экологическое мироощущение, но и сельское хозяйство.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мухоморы произошли от грибов, которые сами получали для себя всё необходимое. Чтобы научиться формировать микоризу, им пришлось отказаться от ферментов, расщепляющих сложные органические вещества, и в результате потерять самостоятельность.

Когда мы говорим о грибах, то в первую очередь вспоминаем съедобные шампиньоны, лисички, опята, а ещё… мухоморы. И неудивительно: мухоморы кишмя кишат в детских книжках, мультфильмах, чудовищных росписях на стенах детских садов и т. п. Но канонический мухомор, с красной шляпкой в белых хлопьях, — это лишь один вид, мухомор красный. В целом же род мухоморов необычайно разнообразен и насчитывает несколько сотен видов, как съедобных (да-да!) — вроде кесарева гриба, так и смертельно опасных — в варианте бледной поганки.

Однако, независимо от их токсичных свойств, все мухоморы приносят большую пользу деревьям. Это одни из важнейших микоризообразователей. Их мицелий оплетает корни растений, образуя микоризу и помогая растению поглощать питательные вещества (взамен получая синтезированные растением органические соединения). Исследователи из Гарвардского университета (США) решили проследить, как развивались отношения мухоморов с растениями и на какие изменения пришлось пойти грибам, чтобы установить этот чрезвычайно выгодный симбиоз. Чтобы восстановить облик древнейшего предка мухоморов, учёные проанализировали геном около ста видов (примерно одна шестая всего рода). Степень родства видов между собой оценивалась по изменениям в нескольких генах, кодирующих ферменты расщепления целлюлозы.

В статье, опубликованной в сетевом издании PLoS ONE, авторы пишут, что некогда мухоморы были, если можно так выразиться, «вольными грибами». Они занимались разложением мёртвой органики, в том числе целлюлозы, и ни о каком симбиозе не помышляли. Впоследствии, однако, род принял решение о том, что сотрудничать с высшими растениями выгоднее, и грибы стали входить в симбиоз с деревьями и совершенствовать микоризу. Но за это пришлось заплатить определённую цену — отказаться от генов, за счёт которых мухоморы раньше перерабатывали целлюлозу. Чем моложе гриб с точки зрения эволюции, тем меньше у него следов присутствия этих генов. В первую очередь исчезали ферменты, которые отвечали за самые первые этапы переработки целлюлозы. Белки, подключавшиеся к этому процессу позже, сумели сохраниться даже у относительно молодых видов.

Останься эти гены в полном составе — никакого сотрудничества не вышло бы: гриб мог в любой момент атаковать ткани партнёра. Сейчас микориза — один из самых выдающихся примеров симбиоза, но без корней дерева грибу пришлось бы выживать. Можно сказать, что мухоморы пожертвовали самостоятельностью в обмен на симбиоз, и сейчас они не могут расти сами, даже на исключительно богатой почве.

По словам учёных, мухоморы не колебались и не делали шагов назад: переход от самостоятельной жизни к симбиозу в их роду случился только раз и был необратим. Скорее всего, по такой же схеме развивались многие симбиотические взаимоотношения: партнёрам приходится жертвовать какими-то свойствами, чтобы симбиоз вполне удался. Но мухоморы в своём безвозвратном отказе от расщепления целлюлозы пошли по наиболее бескомпромиссному пути.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА