Связь размера тела и формирования почвенных сообществ в тропическом лесу

Разнообразие почвенной микробиоты тесно связано с круговоротом питательных веществ и устойчивым управлением почвами. Сложная почвенная система содержит множество организмов разного размера и является регуляторным центром большинства функций экосистемы. Однако до сих пор не было чёткого понимания процессов формирования почвенных сообществ на уровне всей совокупности организмов, то есть по градиенту размера групп почвенной микробиоты.

В исследовании, опубликованном в Molecular Ecology, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук попытались выявить связь между размером тела и формированием почвенного сообщества в гиперразнообразной экосистеме тропического сезонного леса в регионе Сишуанбаньна (Китай). Они хотели выяснить, становится ли формирование многотрофического почвенного микробного сообщества в тропическом сезонном дождевом лесу более детерминированным с увеличением размера тела на локальном уровне.

Используя системную стратифицированную случайную выборку, исследователи собрали 243 образца почвы и организмов с участка площадью 20 гектаров в тропическом лесу Сишуанбаньна. Были отобраны 29 групп почвенной микробиоты (археи, бактерии, грибы, нематоды) для создания градиента размеров тела, а также измерены 9 параметров растений и 17 переменных состояния окружающей среды.

Затем с помощью высокопроизводительного секвенирования, вариационного анализа и метода главных координат матриц соседства были исследованы состав, пространственное распределение и процессы формирования почвенного сообщества на основе размера пропагул (включая архей, бактерий, грибов и нематод).

Результаты показали, что в тропическом сезонном дождевом лесу формирование многотрофической почвенной микробиоты становилось всё более детерминированным с увеличением размера тела. Мелкие почвенные организмы демонстрировали более высокое сходство сообществ, чем крупные. С увеличением размера тела сходство сообществ достоверно снижалось.

Также было обнаружено, что факторы окружающей среды и параметры растений опосредуют формирование многотрофической почвенной микробиоты. Влияние среды обитания (свойства почвы и топографические переменные) было более выраженным для мелких организмов и снижалось с увеличением размера тела. Параметры растений вместе с факторами среды обитания и пространственными факторами оказывали негативное влияние вдоль градиента размера тела, что указывает на сильное влияние функциональных признаков растений на структурирование среды обитания через изменение свойств почвы.

«Наши данные показывают, что формирование многотрофических почвенных сообществ в некоторой степени можно объяснить изменениями параметров надземных растений. Это исследование предоставляет доказательства того, что процесс формирования сообщества имеет тенденцию быть более детерминированным с увеличением размера тела», — заявил Ян Сяодун из XTBG.