Внутри деревьев обнаружены процветающие сообщества микробов
Новое исследование под руководством учёных из Йельской школы окружающей среды показало, что в древесине деревьев существует процветающее и разнообразное микробное сообщество. Одно дерево содержит около триллиона бактерий в своей древесной ткани.
Деревья представляют собой крупнейший резервуар биомассы на Земле и хранят более 300 гигатонн углерода. Однако то, что живёт внутри их древесины, до сих пор оставалось малоизученным. Исследование, опубликованное в Nature, устанавливает новый рубеж в понимании физиологии деревьев и экологии леса, что может помочь прогнозировать реакцию лесов на будущие изменения и адаптировать деревья к изменению климата.
"Понимание этих внутренних экосистем даёт нам представление о более широких биогеохимических функциях деревьев и о том, как они могут способствовать круговороту углерода в лесу и процессам обмена питательными веществами способами, которые мы ранее не рассматривали в полной мере", — сказал ведущий автор Джонатан Гевиртцман.
Учёные обследовали 150 живых деревьев 16 видов на северо-востоке США. Они обнаружили, что микробы разделены между ядровой древесиной (внутренняя часть) и заболонью (наружная часть), причём каждая имеет свой уникальный микробиом с минимальным сходством с другими тканями растения или компонентами экосистемы.
- Внутренняя древесина населена в основном микробами, которым не нужен кислород.
- Наружная древесина населена микробами, требующими кислорода.
Исследование показало, что эти микробы активно производят газы и участвуют в круговороте питательных веществ.
"Микробиомы значительно различались у разных видов. Например, в сахарных клёнах сообщество было совершенно иным, чем в соснах, и эти различия были постоянными. Это подтверждает идею, что эти микробные сообщества не только формируются уникальными условиями внутри разных видов деревьев, но и, возможно, 'совместно эволюционировали' с деревьями с течением времени", — отметил соавтор Уайатт Арнольд.
Авторы подчеркнули, что дальнейшие исследования древесных микробиомов в разных регионах и климатических зонах могут привести к лучшему пониманию факторов, определяющих микробное разнообразие и функции.
"Существует огромный резервуар неисследованного биоразнообразия — бесчисленные виды микробов, живущие внутри деревьев мира, которые мы никогда не документировали. Нам необходимо каталогизировать и понять эти сообщества, прежде чем изменение климата потенциально изменит их. Некоторые из этих микробов могут содержать ключи к стимулированию роста деревьев, обеспечению устойчивости к болезням или производству полезных соединений, которые мы ещё не открыли", — заявил Гевиртцман.
Для получения высококачественной ДНК, необходимой для раскрытия микробиомов в стволах деревьев, команда разработала метод, который включал замораживание, дробление и измельчение образцов древесины в течение более года.