Тропическое разнообразие укореняется во взаимоотношениях грибов и семян

Исследование, проведенное учеными Смитсоновского института в Панаме, показало, что ключ к пониманию разнообразия тропических деревьев может заключаться во взаимодействии грибов с семенами в почве. Несмотря на обилие доступных видов, тропические грибы и семена избирательны в своих ассоциациях. Раннее взаимодействие с конкретным грибом может влиять на выживаемость семени и помогает объяснить, как тропические леса сохраняют свое высокое биоразнообразие.

"В зависимости от вида семени, с которым он взаимодействует, гриб может убить семя, замедлить его развитие или, наоборот, способствовать его прорастанию", — сказала Каролина Сармьенто, научный сотрудник Смитсоновского института тропических исследований и ведущий автор исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Чтобы изучить эти взаимодействия, команда закопала тысячи семян девяти местных видов деревьев на острове Барро-Колорадо в Панаме. Семена извлекали через период от месяца до года. После стерилизации поверхности их разрезали пополам: одна половина использовалась для выделения грибов, проникших в ткани, а другая — для оценки жизнеспособности зародыша.

Было обработано более 8300 семян и выделено 1460 грибов, идентифицированных как более 200 отдельных штаммов. Каждый из девяти видов растений привлекал уникальное сообщество грибов, независимо от времени пребывания в почве, ее типа или окружающего леса. Этот "фильтрующий" эффект вида растения на ассоциированные с ним грибы проливает свет на механизм поддержания разнообразия в тропических лесах.

Ученые предполагают, что такое разнообразие может поддерживаться специализированными патогенами или вредителями. Они создают неблагоприятные условия для особей своего вида-хозяина, способствуя росту неродственных видов.

"По мере увеличения плотности особей одного вида болезни с большей вероятностью распространяются от одной особи к другой", — объяснила старший автор Элизабет Арнольд.

В последующем эксперименте исследователи инокулировали свежие семена семи видов выделенными грибными штаммами. Проращивание в теплице подтвердило, что влияние грибов на смертность и прорастание семян специфично для каждого вида растений.

"Удивительно, но если гриб оказывал патогенное действие на один вид растения, то с высокой вероятностью он оказывал противоположный эффект на другой", — отметил соавтор Пол-Камило Заламеа.

Таким образом, грибы, избирательно влияя на выживание разных видов, могут выступать ключевым регулятором в борьбе за существование в тропических лесах.