Лишайники Северных лесов: хрупкий симбиоз под угрозой изменений

Лишайник — это не единый организм, а симбиотическое сообщество, включающее как минимум один гриб и одну водоросль, а также другие грибы и бактерии, чьи роли до конца не изучены.

Здоровье лишайников критически важно для северных лесов, так как они служат ключевым зимним кормом для многих животных и являются ценными индикаторами («часовыми») качества воздуха и состояния окружающей среды. Учёные стремятся понять, как на них повлияют изменения климата.

Новое исследование Университета Миннесоты, опубликованное в Science Advances, изучило симбиоз у бореального дубового лишайника, широко распространённого на деревьях в Миннесоте и Северных лесах.

Используя несколько методов, команда обнаружила:

• Организмы-партнёры в симбиозе лишайника не всегда синхронизированы. Один может резко реагировать на изменение влажности, в то время как другой остаётся незатронутым.
• Эти различия могут заставить одного партнёра «действовать в одиночку» в определённых условиях, нарушая симбиоз — аналогичные наблюдения есть для кораллов.
• Данные по газообмену показали, что асимметрия в углеродном балансе широко распространена среди эволюционно различных групп лишайников.

«При летних температурах увлажнение чем-либо, кроме водяного пара, приводит к невосполнимым потерям углерода у бореального дубового лишайника. Это может объяснять, почему он предпочитает влажные среды, например, болота», — пояснил доцент Колледжа биологических наук Дэниел Стэнтон. — «Мы уже знали, что этот вид уязвим к нагреванию и высыханию, теперь мы начинаем понимать, как и почему именно — всё это ключевые данные об угрозах будущих изменений климата».

В отличие от простых случаев симбиоза (например, рыбы-клоуна и актинии), где потребности партнёров сбалансированы, симбиоз лишайников сложнее: каждый организм может по-разному реагировать на изменение погодных условий или экологический стресс.

«Неожиданно оказалось, что водоросль просто живёт своей жизнью: став активной, она, кажется, вообще не реагирует на серьёзные изменения, которые претерпевает гриб при добавлении жидкой воды», — отметил Стэнтон. — «Не должно быть сюрпризом, что разные организмы в симбиозе лишайника реагируют на разные сигналы, но при работе с такими, казалось бы, тесно интегрированными сообществами это слишком часто упускалось из виду».

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на выяснении того, когда компоненты симбиоза лишайника действуют согласованно, а когда нет. Команда надеется лучше понять, что делает каждый организм в разных обстоятельствах.