Микробиом листьев зависит от "соседей" в северных лесах

Листья в лесах кишат бактериальной жизнью. Однако, несмотря на огромные масштабы этого местообитания — филлосферы, покрытой бактериями по всему миру, оно остается малоизученным. Как бактерии перемещаются с дерева на дерево? Живут ли определенные типы бактерий только на определенных видах деревьев?

Новое исследование, опубликованное в журнале Ecological Monographs Экологического общества Америки, дает ответы на некоторые из этих вопросов. Результаты показывают, что микробиом листьев сахарного клена варьируется в пределах ареала вида, изменяясь в зависимости от типов деревьев в окружающем "соседстве".

Исследование провела Женевьева Лажуа, ныне постдокторант Университета Британской Колумбии и ведущий автор статьи, будучи аспирантом в Университете Квебека в Монреале. Она и ее помощник провели лето в поисках листьев, покрытых бактериями, разбивая лагеря в удаленных парках и спеша доставить образцы в лабораторию для анализа, пока новые условия не изменили резидентные микробы.

Команда отбирала образцы листвы на участках в Квебеке, Онтарио и на северо-востоке США. Анализ Лажуа сосредоточился на сахарном клене — виде, который обилен на южной границе исследуемого ареала, но становится реже на более северных широтах, где доминируют хвойные. На севере ареала, в таких местах, как национальный парк Мон-Валин, найти сахарные клены среди вечнозеленых соседей было непростой задачей.

Однако, несмотря на то, что эти самые северные деревья сахарного клена были "чужаками" в ландшафте, где доминируют хвойные, их листовые микробиомы сливались с микробиомами хвойных соседей. Лажуа обнаружила закономерность вдоль градиента широты: южные сахарные клены, окруженные множеством других кленов, имели относительно схожий микробиом, отличный от микробиома других видов деревьев в этой местности. Но в более северных районах, где сахарные клены встречаются редко, этот вид имел бактериальные сообщества, похожие на микробиомы других, более доминирующих видов.

Эти наблюдения перекликаются с аналогичными закономерностями, наблюдаемыми среди микробиомов животных. Например, наземные животные, возможно, из-за более частого контакта с фекалиями других животных, имеют относительно схожие микробиомы, в то время как у обитателей крон микробиомы кишечника менее похожи друг на друга.

В то время как микробиом кишечника — горячая тема исследований в науках о здоровье человека, лесная филлосфера остается плохо изученной системой. По словам Лажуа, области экологии растений и микробиологии долгое время развивались в основном параллельно. Результаты этого исследования дают более полную картину взаимоотношений растений и микробов: какие бактерии живут на каких деревьях и как эта картина меняется в зависимости от того, насколько хорошо дерево "вписывается в толпу".