وبلاگ

کاغذ منتشر شده در زیست شناسی ارتباطات طبیعت به درک فزاینده ای از نقش عظیمی که میکروب ها در همه چیز از هضم انسان گرفته تا محصولات ایفا می کنند کمک می کند: میکروب های خاک – در این مورد، قارچ ها – به نظر می رسد بر تنوع جنگل ها در مقیاس جهانی تأثیر می گذارند.

جنگل‌های زمین یک شیب مشخص از استوا به قطب‌ها را نشان می‌دهند: جنگل‌های استوایی نزدیک استوا معمولاً تعداد زیادی گونه‌های مختلف را شامل می‌شوند، در حالی که جنگل‌های نزدیک به قطب‌ها از تنوع گیاهی کمتری پشتیبانی می‌کنند.

یک توضیح برای این پدیده ادعا می کند که عوامل بیماری زا خاک از جمله باکتری ها و قارچ، به ایجاد این گرادیان کمک کنید. پاتوژن‌های خاص گونه‌ای در نزدیکی درختان بالغ تجمع می‌یابند و فراوانی آنها می‌تواند موفقیت نمونه‌های جوان را که در نزدیکی والدین خود رشد می‌کنند کاهش دهد و در نتیجه تنوع گونه‌ها را ارتقا دهد. این اثر در آب و هوای گرم و مرطوب قوی تر است، که به تنوع بیشتر در جنگل های نزدیک به استوا کمک می کند.

با این حال، یک مطالعه جدید به رهبری Camille Delavaux، دانشمند ارشد در ETH زوریخ در سوئیس، پیچشی را به این داستان ثابت اضافه می کند. قارچ‌های میکوریزا – قارچ‌های خاکی که روابط سودمند متقابلی با اکثر ریشه‌های گیاهان در سرتاسر جهان ایجاد می‌کنند – ظاهراً اثرات پاتوژن‌های مضر خاک را به روش‌هایی که بر الگوهای جهانی تنوع جنگل‌ها تأثیر می‌گذارد، خنثی می‌کنند.

متیو بیکر، استاد جغرافیا و سیستم‌های اکولوژیکی در دانشگاه می‌گوید: «این مقاله مکانیسم دیگری ارائه می‌کند که ممکن است به توضیح اینکه چرا تنوع ترکیبی جنگل‌ها با عرض جغرافیایی متفاوت است، و کمی بیشتر در مورد اینکه چگونه میکروب‌ها می‌توانند الگوهای تنوع را در سراسر سیاره تنظیم کنند، توضیح دهد.» از مریلند، شهرستان بالتیمور (UMBC) و یکی از نویسندگان مطالعه جدید.

میکروب ها بر تنوع درختان تأثیر می گذارند

هر دو دسته اصلی این قارچ‌های متقابل، میکوریزاهای اکتومیکوریزا و آربوسکولار، می‌توانند بقای نوجوانان را افزایش دهند. با این حال، گزارش Delavaux و همکاران نشان داد که قارچ های اکتومیکوریزا اثر بارزتری دارند. قارچ های اکتومایکوریزال غلافی را در اطراف ریشه گیاهان تشکیل می دهند که محققان معتقدند ممکن است مستقیماً گیاهان را از عوامل بیماری زا محافظت کند. Ectomycorrhizae در عرض های جغرافیایی بالاتر شایع تر است و همچنین به احتمال زیاد متخصصان حمایت از یک گونه درخت هستند.

قارچ های آربوسکولار بیشتر در نزدیکی خط استوا دیده می شوند و ممکن است محافظت کمتری در برابر عوامل بیماری زا ارائه دهند. آنها همچنین کمتر در یک گونه درخت خاص تخصص دارند. این بدان معنی است که آنها به احتمال زیاد گونه های مختلف درخت را تشویق می کنند تا در نزدیکی رشد کنند.

مقاله جدید شواهد اولیه ای را برای اثرات تقویت کننده تنوع قارچ های آربوسکولار و اثرات کاهش تنوع قارچ های اکتومیکوریزا پیدا می کند، “که به نظر می رسد نشان می دهد که این مکانیسم ها ممکن است به خوبی نقشی در ایجاد الگوهای تنوع زیستی جهانی در گونه های درختی ایفا کنند. بیکر توضیح می دهد.

یافته‌های تیم تحقیقاتی، همراه با درک قبلی از این قارچ‌ها، ممکن است الگوهای عرضی شناخته شده تنوع درختان جنگلی را توضیح دهد. بیکر می گوید: «و این هیجان انگیز است. الگوهای جهانی تنوع زیستی ممکن است صرفاً ناشی از روابط متضاد بین درختان و پاتوژن های آنها نباشد، بلکه از روابط همزیستی با قارچ های خاک نیز ناشی می شود.

شبکه جهانی علوم جنگل

«این یافته‌ها تنها به دلیل تأثیرگذار بودن امکان‌پذیر بود شبکه جهانی کرت‌های جنگلی که توسط شبکه رصدخانه جهانی زمین اسمیتسونیان (ForestGEO) اداره می‌شود.” Delavaux توضیح می‌دهد. برای عضویت در این شبکه، محققان در سایت‌های ForestGEO باید هر پنج سال یک بار متعهد شوند که درختان موجود در قطعات خود را فهرست‌بندی کنند، که شامل ثبت اندازه و دقیق است. مختصات هر درخت در داخل مرزهای قطعه حداقل یک اینچ قطر دارد. برخی سایت‌ها همچنین با استفاده از پروتکل‌های استاندارد شده توسط شبکه، داده‌های مربوط به حیات وحش، میکروبیوتای خاک و موارد دیگر را جمع‌آوری می‌کنند. مطالعه فعلی از داده‌های 43 مورد از 77 قطعه جهانی ForestGEO استفاده کرده است. طرحی در پردیس اصلی UMBC.

بیکر می‌گوید: این شبکه “منعکس کننده تمایل افراد در جامعه علمی برای جمع کردن منابع برای منافع بیشتر است.” در مورد UMBC، داوطلبان دانشجو به رهبری دانشجوی فارغ التحصیل آنیتا کرمر بیشتر داده ها را جمع آوری کردند.

جنگل های مختلف، میکروب های مختلف

دو قطعه 6.25 هکتاری (حدود 15 هکتار) UMBC از جنبه های دیگر نیز منحصر به فرد هستند: آنها اولین زمین های شهری و معتدل ForestGEO بودند که در سال 2012 به ابتکار Earle Ellis، استاد جغرافیا و سیستم های زیست محیطی و به شبکه پیوستند. یکی از نویسندگان مقاله جدید و دانشجوی فارغ التحصیل جاناتان داندوآ. داندوآ دکترای خود را به پایان رساند. در رشته جغرافیا و سیستم های محیطی در سال 2013 و اکنون مدیر سیستم های اطلاعات جغرافیایی در دانشگاه جان هاپکینز است.

محوطه‌های UMBC شامل لبه‌های جنگل (در مجاورت امکانات پردیس مانند زمین تنیس، پارکینگ و استخر) و شامل انواع گونه‌های عجیب و غریب علاوه بر گیاهان بومی است. در نتیجه، توطئه ها تنوع گونه ای در واحد سطح از سایر جنگل های معتدل فراتر رفته و با برخی از جنگل های استوایی در شبکه رقابت می کند. این مشاهدات به بیکر دامن زد کار اخیر در جنگل های شهری

کشفیات جدید در مورد نقش قارچ ها در جهان جنگل ساختار ممکن است تنها آغازی باشد برای درک اینکه چگونه میکروب ها الگوهای تنوع زیستی جهانی را هدایت می کنند. ” جامعه علمی بسیار در مرحله یادگیری قدردانی است تنوع بیکر می‌گوید، درباره انواع مختلف میکروب‌های خاک و توزیع آنها در سراسر سیاره، و محققانی مانند دکتر دلاوو در حال گسترش درک ما هستند.

Delavaux برای ادامه کار مرتبط با حرکت رو به جلو هیجان زده است. او می‌گوید: «تحقیقات آینده از داده‌های سرشماری درختی موجود استفاده می‌کند و داده‌های توالی‌یابی ژنتیکی میکروبی اضافی را از 30 سایت تولید می‌کند تا مستقیماً میکروبیوم را به ساختار جامعه گیاهی پیوند دهد.»