Почвенные микробы — ключевой фактор успеха инвазий растений
Новое исследование экологов из Университета Констанца и их международных коллег, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, показывает, что почвенные микробы, особенно грибковые эндофиты, являются основной причиной успешного вторжения чужеродных растений и последующего "инвазионного коллапса" в многовидовых сообществах.
Эксперимент с почвенным "наследием"
- Пробел в исследованиях: Предыдущие работы фокусировались на взаимодействии одного инвазивного и одного аборигенного вида. Новый эксперимент рассматривает конкуренцию в сообществах из нескольких видов.
- Методология: Исследование состояло из двух этапов:
- Кондиционирование почвы: Почва обрабатывалась одним из шести аборигенных видов, одним из четырех чужеродных видов или оставалась без растений (контроль).
- Тестирование: На подготовленных почвах выращивали десять видов растений (аборигенных или чужеродных) в условиях отсутствия конкуренции, конкуренции с особями своего вида или с другим видом.
- Роль микробиома: Ученые анализировали, как виды-кондиционеры влияют на сообщество почвенных микробов и как это "наследие" (soil-legacy effect) влияет на последующие растения, используя биомассу надземной части как показатель конкурентной способности.
Механизм "инвазионного коллапса"
- Отсутствие врожденного преимущества: На некондиционированной почве натурализовавшиеся чужеродные виды не показали превосходной конкурентной способности над аборигенными в двухвидовых сообществах.
- Ключевая роль почвенного наследия: Почва, кондиционированная чужеродными видами, кардинально меняла исход конкуренции: на такой почве чужеродные растения производили намного больше биомассы, чем аборигенные.
- Гипотеза "инвазионного коллапса": Результаты подтверждают эту гипотезу, согласно которой укоренение одного чужеродного вида облегчает вторжение других чужеродных видов в ту же среду.
- Объясняющий механизм: Анализ показал, что
негативный эффект почвенного наследия ослабевал по мере уменьшения
сходства микробных сообществ у видов-кондиционеров и последующих
растений.
- Чужеродные виды разделяли меньше грибковых эндофитов с другими чужеродными видами, чем с аборигенными.
- Это снижает вероятность "перетекания" (spillover) общих патогенных эндофитов и приводит к эффекту "новизны" (novelty): виды, имеющие мало общих эндофитов, негативно влияют друг на друга меньше, чем виды со многими общими эндофитами.
Вывод: Почвенные микробы, в частности грибковые эндофиты, играют решающую роль в успехе инвазии и "инвазионном коллапсе" в многовидовых растительных сообществах.