Крабы-землекопы приносят полезные бактерии в мангровые леса

Крабы-скрипачи, роющие норы под засушливыми мангровыми лесами, помогают доставить полезные бактерии в экосистему, остро нуждающуюся в питательных веществах.

Рост растений в аридных (засушливых) мангровых лесах ограничен недостатком осадков, бедной доступностью питательных веществ и высокой засоленностью почвы. "Мангровые леса — самая эффективная экосистема в мире по поглощению углекислого газа и, следовательно, по борьбе с изменением климата", — говорит морской ученый Марко Фузи. Поскольку глобальное потепление оказывает давление на эти важнейшие экосистемы, биологи изучают способы повышения их устойчивости.

"Аридные мангровые леса — это сложные условия, которые дают уникальную возможность изучить, как растения и животные адаптировались, чтобы справиться с ними", — говорит морской микробиолог Дженни Бут.

Почвенные бактерии играют важную роль в процессах, поддерживающих рост растений, например, в преобразовании отмершей растительности в полезные питательные вещества. Несмотря на свою важность для здоровья лесных местообитаний, микробиом осадков мангровых экосистем в значительной степени оставался без внимания. Мангровые леса являются домом для множества животных, от червей до омаров, которые живут и роют норы в осадке.

Команда под руководством Бут и Фузи исследовала, влияет ли нарушение почвы, или "биотурбация", крабами-скрипачами на микробиом, а следовательно, и на рост растений в аридной мангровой системе Красного моря. "Логика этого исследования заключается в том, что постоянная переработка почвы 'животными-инженерами' создает 'гало оксигенации' вокруг нор, что делает осадок более благоприятным для бактерий, которые, в свою очередь, помогают растению с питательными веществами", — говорит главный исследователь Даниэле Даффончио.

Команда сравнила 10 участков, изолированных заборами, причем на половину из них подселили дополнительных крабов, привезенных из соседних мангровых зарослей. "Крабы-скрипачи проявляют высокую верность при заселении новой территории, — говорит Бут, — поэтому, как только они вырыли свои норы, мы смогли убрать заборы". На обогащенных участках было более 100 крабов на квадратный метр по сравнению с примерно 30 на необогащенных.

Исследователи взяли керны осадка на трех глубинах и измерили разнообразие и обилие бактерий, засоленность почвы, температуру, pH, углерод, азот, фосфор и другие важные маркеры микробной активности.

"Мы обнаружили сильное влияние биотурбации на pH и засоленность почвы, — говорит Фузи. — В некоторых случаях биотурбация может снижать засоленность, тем самым ослабляя солевой стресс у растения".

Они также обнаружили обилие полезных бактерий на обогащенных участках, включая несколько Gamma proteobacteria и Alpha proteobacteria, которые производят химические вещества, необходимые для улавливания железа в осадке. "Мангровым лесам Красного моря не хватает железа, поэтому бактерии, которые помогают доставлять железо деревьям, могут улучшить их рост", — говорит Фузи.

Далее команда оценит, влияет ли биотурбация на оседание и рост проростков мангровых деревьев. "Понимание того, как биотурбация влияет на микробное сообщество, чрезвычайно важно для разработки природоориентированных решений по защите, восстановлению и сохранению мангровых лесов", — говорит Фузи. "Наши результаты позволяют предположить, что поддержание условий, благоприятствующих крабам-скрипачам, может помочь аридным мангровым лесам процветать в условиях изменений, налагаемых глобальным потеплением", — добавляет Бут.

Исследование опубликовано в журнале Microbiology Spectrum.