Урбанизация меняет почвенные микробы: бактерии адаптируются, грибы сопротивляются

Урбанизация меняет почвенные микробные сообщества по всему миру, вызывая неожиданную гомогенизацию бактериальных популяций, в то время как грибные сообщества остаются более устойчивыми к изменениям.

Исследование показывает, что городская среда благоприятствует бактериям-генералистам, адаптирующимся к разнообразным условиям, тогда как грибы сохраняют специализированные экологические роли. Несмотря на эти различные реакции, функциональное перекрытие между бактериями и грибами обеспечивает устойчивость экосистемы, позволяя таким важным процессам, как круговорот питательных веществ, сохраняться даже в сильно нарушенных городских почвах.

Работа опубликована в журнале Environmental Science and Ecotechnology.

Почвенные микробы играют фундаментальную роль в круговороте питательных веществ и разложении органического вещества, однако их реакция на урбанизацию остаётся малоизученной. Исследование, проведённое учёными из Шанхайского университета Цзяо Тон, Хельсинкского университета и других глобальных институтов, восполняет этот пробел.

Исследователи изучили почвенные микробные сообщества вдоль градиента урбанизации — от ненарушенных лесов до городских парков разного возраста — в трёх климатических зонах (бореальной, умеренной и тропической). Результаты показывают:

• Бактериальные сообщества становились всё более похожими в городской среде: их среднее сходство увеличилось с 79% в лесах до 85% в молодых городских парках.
• Грибные сообщества проявили бо́льшую специализацию и сопротивлялись гомогенизации.

Исследование также выявило, что 90% бактерий в городских почвах являются генералистами, процветающими в разнообразных условиях, тогда как 83% грибов — специалистами, высоко адаптированными к специфическим средам. Это различие связано с быстрой эволюционной адаптивностью бактерий (благодаря короткому времени генерации и горизонтальному переносу генов), в то время как грибы с более медленными темпами эволюции остаются привязанными к конкретным нишам.

Несмотря на эти различия, исследование подчёркивает устойчивость городских почв, поскольку бактерии и грибы обладают общими функциональными признаками, поддерживающими круговорот углерода и питательных веществ.

«Урбанизация — мощная сила, меняющая почвенные микробные сообщества, однако бактерии и грибы реагируют поразительно по-разному, — сказал доктор Нан Хуэй, автор-корреспондент исследования. — Бактерии быстро адаптируются к городским условиям, тогда как грибы сохраняют свою экологическую специализацию, что подчёркивает сложное взаимодействие между микробной адаптацией и устойчивостью экосистемы».

Результаты имеют важное значение для городского планирования и экологического менеджмента. Понимание реакции микробных сообществ на урбанизацию может помочь в разработке стратегий создания зелёных пространств, поддерживающих здоровье почвы и биоразнообразие. Исследование предполагает, что, несмотря на городские нарушения, почвенные микробные сообщества сохраняют функциональную устойчивость благодаря избыточности их экологических ролей. Эта устойчивость критически важна для поддержания ключевых экосистемных услуг.