База данных по почвенным грибам поможет в экологической реставрации, определяя наиболее подходящие виды
Большинство растений образуют взаимовыгодные связи с микоризными грибами, которые помогают им получать питательные вещества из почвы в обмен на сахара. Эти отношения — самый распространённый тип симбиоза в мире, но учёные мало знают о том, как характеристики видов грибов связаны с их распространением, функцией и устойчивостью.
В новом исследовании, опубликованном в Scientific Data, учёные из Дартмута представили комплексную базу данных, каталогизирующую признаки спор 344 видов микоризных грибов. Консолидируя существующие, но неиспользуемые знания о признаках микоризы, база данных поможет изучать, как грибы — и поддерживаемые ими растения — реагируют на стрессоры, такие как изменение климата и землепользование.
«Микоризные грибы повсюду, но мы всё ещё знаем об их признаках гораздо меньше, чем о растениях и животных», — говорит ведущий автор Бала Чаудхари, доцент кафедры экологических исследований. — Мы надеемся, что исследователи будут использовать эту базу данных для изучения новых вопросов об эволюционной истории и функциональном разнообразии этой экологически и экономически важной группы грибов».
Исследователи сосредоточились на самом распространённом типе микоризных грибов — арбускулярных микоризных (AM) грибах, которые образуют связи с широким спектром растений, включая травы, кустарники, деревья и большинство сельскохозяйственных культур. AM-грибы всю жизнь проводят под землёй, образуя крупные сети, похожие на корни, — мицелий.
В конечном счёте Чаудхари хотела бы каталогизировать признаки мицелия, но команда начала с изучения грибных спор: микроскопических, толстостенных скоплений клеток, которые грибы используют для размножения и распространения.
«Таксономисты годами фиксировали присущую морфологическую изменчивость признаков спор, но эта информация не использовалась для экологических и эволюционных выводов», — говорит Чаудхари. — Это была попытка расширить данные о признаках микоризных грибов и сделать их более доступными для использования сообществом открытой науки».
Чаудхари инициировала проект в 2019 году, но создание базы данных о спорах стало масштабным многолетним совместным усилием.
«Этот проект не был бы реализован без нашей замечательной лаборатории, — говорит Чаудхари. — Над ним годами работали многие студенты и сотрудники лаборатории — от бакалавров до постдоков и других преподавателей. Наше научное сообщество просто особенное; это то, что я больше всего люблю в работе профессора в Дартмуте».
Команда несколько лет искала в научной литературе описания видов грибов. Для каждого вида они собирали информацию о размере, форме, орнаментации поверхности (например, наличие шипов, бугорков), цвете и толщине стенки спор.
«Мы выкапывали статьи на разных языках и получали все эти действительно ценные данные из источников, которые пылились — некоторым из этих описаний видов было более 100 лет», — говорит соавтор Лиам Нокс '25, начавший работать над проектом на первом курсе.
«Эти таксономисты никогда бы не подумали, что их наука будет использоваться таким образом, но в этом и заключается прелесть фундаментальной науки: вы просто не знаете, какую информацию или знания она породит в будущем», — говорит Чаудхари.
Теперь, когда база данных составлена, команда стремится её использовать. У них уже есть несколько исследований, включая изучение плюсов и минусов производства крупных или мелких спор, а также исследование того, как признаки спор связаны с глобальным распространением видов грибов и их устойчивостью.
«Мы обнаружили, что грибы, производящие более крупные споры, способны процветать в более тёплом и влажном климате, но они не могут распространяться так далеко, так что здесь есть компромисс», — говорит Смрити Пехим Лимбу, соавтор нового исследования и постдокторант в лаборатории Чаудхари.
«В научном сообществе был огромный интерес и волнение, — говорит Чаудхари. — Мы поделились некоторыми результатами в прошлом году на Международной конференции по микоризе, и вокруг данных возник ажиотаж; люди писали об этом в твиттере, и я получала письма от коллег, которые говорили, что с нетерпением ждут возможности использовать данные. Было очень приятно видеть интерес и волнение вокруг этого продукта открытых данных».