Не привередливые едоки определяют метаболизм почвенных микробов
Взаимодействия между микроорганизмами в почве приводят к высвобождению питательных веществ из сложного органического вещества. Этот метаболизм сообщества создает пищу как для микробов, так и для растений. Однако ученые не до конца понимают специфику многих из этих взаимодействий.
Чтобы выяснить это, исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, Университета штата Айова, Университета Небраски-Линкольна и Аргоннской национальной лаборатории изучили модельное микробное сообщество, питавшееся сложным источником углерода и азота, обычным для почв — хитином. Результаты опубликованы в журнале mSystems.
Ключевые выводы:
- Определенные микробы управляют конкретными этапами процесса разложения хитина, но наиболее многочисленные микробы не обязательно самые важные.
- Микробы, способные расщеплять доступную пищу (хитин), критически важны для успеха сообщества, но не обязательно растут быстрее всех.
- Наиболее многочисленными становятся виды, способные использовать широкий спектр источников пищи.
- Микробы, не способные расщеплять основной источник пищи (хитин), питаются различными питательными веществами, производимыми другими членами сообщества.
- Отдельные микробы могут менять свое поведение, когда растут в одиночку или в сообществе.
Значение исследования:
Это новое открытие поможет исследователям:
- Прогнозировать, как почвенные сообщества адаптируются к разным условиям.
- Понимать, как микробные взаимодействия и активность могут реагировать на изменения доступных источников питательных веществ в почве из-за сдвигов в окружающей среде.
- Лучше управлять почвами, чтобы поддерживать организмы и источники питательных веществ, которые наиболее эффективно способствуют плодородию через круговорот и хранение углерода и питательных веществ.
Резюме
Модельное микробное сообщество в исследовании включало восемь почвенных бактерий — как деструкторов хитина, так и недеструкторов. Наблюдения показали, что виды организовались в четкие роли при разложении хитина. Примечательно, что самыми многочисленными членами сообщества были не те, кто мог расщеплять сам хитин, а те, кто мог в полной мере использовать взаимодействия с другими членами сообщества, чтобы расти на продуктах распада хитина. Исследование отвечает на важные вопросы о том, как сложные источники углерода и питательных веществ метаболизируются взаимодействующими микроорганизмами для поддержки роста растений и микробов в почвенных экосистемах.