Нематоды в почве пустыни Атакама демонстрируют удивительное разнообразие

Новое исследование показывает, что устойчивые и удивительно разнообразные популяции организмов могут сохраняться в почве, несмотря на суровые и экстремально засушливые условия. Международная команда под руководством исследователей из Кёльнского университета изучила крошечных нематод в чилийской пустыне Атакама. Наряду с полярными регионами, Атакама считается одной из самых засушливых областей в мире.

Недостаток осадков, высокое содержание соли в почве и экстремальные колебания температур делают её одним из самых негостеприимных мест на Земле. Междисциплинарная команда, включающая исследователей в области зоологии, экологии и ботаники, продемонстрировала стратегии, используемые различными нематодами для выживания в этих условиях.

Исследование «Geographic distribution of nematodes in the Atacama is associated with elevation, climate gradients and parthenogenesis» было опубликовано в Nature Communications и проливает новый свет на связь между паттернами биоразнообразия и параметрами окружающей среды, определяющими ландшафт.

Нематоды — одни из самых распространённых почвенных организмов с большим количеством видов. Они играют центральную роль в экосистеме, регулируя популяции бактерий, способствуя круговороту питательных веществ и являясь важными индикаторами состояния почвы. Их универсальность также очевидна в способности к адаптации: нематоды выживают на морских глубинах, в арктических регионах и даже в экстремально засоленных почвах.

«Почвы важны для функционирования экосистемы, например, для хранения углерода и обеспечения питательными веществами. Вот почему так важно понимать, какие организмы, то есть не микробы, а многоклеточные животные, там живут», — говорит доктор Филипп Шиффер из Института зоологии Кёльнского университета, один из авторов исследования. «Данные о почвах в экстремальных экосистемах, таких как пустыня Атакама, всё ещё скудны».

Команда является частью Коллаборативного исследовательского центра 1211 «Земля — эволюция на пределе сухости», который много лет работает в Атакаме. Для этого исследования они выбрали шесть регионов Атакамы с разными условиями для анализа, включая более влажные высокогорья с растительностью, засоленные регионы с высоким УФ-излучением и туманные оазисы, которые демонстрируют удивительное разнообразие растений в данных условиях. Они взяли образцы из песчаных дюн, солёных озёр, русел рек и гор, оценив их с точки зрения биоразнообразия, стратегий размножения и структуры популяций нематод.

Результаты выявили значительные различия:

• На больших высотах в почве обитают типы нематод, размножающиеся бесполым путём. Это подтверждает ранее неподтверждённую теорию о том, что бесполое размножение является преимуществом в экстремальных условиях.
• Разнообразие типов также коррелирует с водным профилем: с увеличением количества осадков растёт и биоразнообразие.
• Различия в температуре также являются решающим фактором для состава популяций.

Результаты исследования показывают, что устойчивые почвенные экосистемы могут существовать, несмотря на экстремальные условия и в очень удалённых местах. Это указывает на то, что биоразнообразие в других засушливых регионах может быть выше, чем предполагалось ранее.

С другой стороны, выводы также содержат предупреждающие сигналы: «В некоторых из обследованных регионов упрощённые пищевые сети указывают на то, что эти экосистемы уже повреждены и, следовательно, могут быть более восприимчивы к нарушениям».

«В свете усиления глобальной засушливости, затрагивающей всё больше регионов по всему миру, эти результаты становятся всё более актуальными. Понимание того, как организмы адаптируются в экстремальных условиях и какие параметры окружающей среды вызывают их распространение, может помочь улучшить оценку экологических последствий изменения климата», — говорит Шиффер.

Результаты позволяют предположить, что макроэкологические закономерности, такие как градиент осадков или значительная роль высоты, могут быть выявлены в регионах с экстремальными условиями даже на генетическом уровне. Таким образом, исследование представляет собой важный шаг к лучшей оценке реакции почвенных организмов на изменения окружающей среды во всём мире.