Гипотеза горных перевалов Янцена применима и к микробиому почв

Механизмы формирования микробных сообществ, отличающихся высоким разнообразием, до конца не изучены. В 1967 году Дэниел Янцен выдвинул гипотезу, согласно которой низкая климатическая изменчивость вдоль высотных градиентов накладывает более серьёзные ограничения на миграцию животных и расселение растений в тропиках по сравнению с умеренными широтами.

Исследователи из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук и их коллеги проверили, применима ли гипотеза горных перевалов Янцена к микроорганизмам. Это означало бы, что на паттерны β-разнообразия микробов влияют как ограничение расселения, так и экологический отбор.

Учёные изучили изменения в трёх горных экосистемах, представляющих градиент климатической изменчивости:

  • Различия в составе микробных сообществ
  • Размеры ареалов распространения
  • Экологические процессы вдоль высотных градиентов

В работе, опубликованной в Ecohydrology, использовались данные о почвенных бактериях и грибах из трёх климатических зон: тропической, субтропической и субальпийской.

Ключевые выводы исследования

  • Климат (климатическое перекрытие и различия между высотами), степень климатической изменчивости и пространственное расстояние играют доминирующую роль в формировании паттерна β-разнообразия микробов и размера ареалов видов вдоль высотного градиента.

  • Горные районы с низкой климатической изменчивостью и перекрытием характеризуются:

    • Более высоким β-разнообразием и эндемизмом
    • Меньшими размерами ареалов видов
    • Более крутыми трендами затухания сходства с расстоянием (distance decay)

  • Все горные микробиомы продемонстрировали согласованные процессы, управляемые климатической нишей и ограничением расселения. Это указывает на то, что способность к расселению у горных микробов ограничена и сильно зависит от климатических условий.

«Наше исследование показало, что гипотеза Янцена о горных перевалах применима и к процессу сборки сообществ микроорганизмов. Оно доказало, что ограничение расселения, зависящее от климата, играет важную роль в формировании горного почвенного микробиома», — заявил Ян Цзе из XTBG.

Таким образом, микробное разнообразие в горных почвах может столкнуться с серьёзными проблемами в условиях изменения климата.