Понимание того, как микробные сообщества изменяются после пожара, может помочь исследователям предсказать, как экосистема восстановится.
Лесные пожары становятся все больше, горящие и становятся все более непредсказуемыми, разрушительными видами растений и животных. Теперь исследователи изучают, как эти вспышки влияют на крошечные лесные организмы, включая бактерии и грибы, и обнаруживают, что некоторые микробы процветают после интенсивного лесного пожара.
Исследование, опубликованное на прошлой неделе на сервере препринтов bioRxiv, сообщает, что популяции нескольких бактериальных и грибковых видов увеличились после сильных лесных пожаров в бореальных лесах на северо-западных территориях и в провинции Альберта в Канаде. Такого рода исследования, а также другие исследования о влиянии таких характеристик пожара, как дым, на распространение микробов, дают исследователям более ясную картину того, как лесные пожары изменяют сообщества микробов. Это может помочь им предсказать, как экосистемы восстановятся после пожара.
«Как правило, пожары не разрушают микробное сообщество - они меняют его состав», - говорит Джессика Мизель, экологическая экосистема в Университете штата Мичиган в Восточном Лансинге. У некоторых бактерий и грибов есть симбиотические отношения с растениями, и это часто диктует, какие питательные вещества будут доступны для растительности в области. Если пожары уничтожают определенные микробные сообщества, то растения, которые на них полагаются, могут не иметь возможности восстановиться в этой экосистеме.
УТВЕРЖДАЯ
Исследователи исследовали воздействие лесных пожаров на бактериальные и грибковые сообщества в бореальных лесах двух провинций Канады. Команда собрала образцы почвы из 62 участков примерно через год после того, как 50 из них были повреждены в результате пожара в 2014 году. Они обнаружили, что несколько видов бактерий в родах Massilia и Arthrobacter и некоторые грибы в родах Penicillium и Fusicladium стали более многочисленными после пожар, чем прежде - особенно в местах, которые сгорают с большей интенсивностью.
«Мы начинаем анализировать экологические факторы реагирования на огонь», - говорит соавтор исследования Тея Уитмен, эколог по почве в Университете Висконсин-Мэдисон.
Микробы помогают поддерживать здоровье экосистемы, разлагая органические вещества и подготавливая питательные вещества для растений. Некоторые виды бактерий расщепляют азот и углерод, а некоторые грибковые виды живут на корневых концах растений, помогая их хозяевам впитывать питательные вещества и воду из окружающих почв.
Уитмен подозревает, что способность бактерии или гриба быстро размножаться, использовать имеющиеся питательные вещества и выживать при высоких температурах способствует его успеху после пожара. Некоторые микробы лучше приспособлены для разрушения органических веществ, которые были химически изменены в результате пожара, а другие могут воспользоваться недавно открытыми экологическими нишами.
ВВЕРХ ВВЕРХ И ПРОЧЬ
Один из способов, которым микробы могут использовать огонь для колонизации новой территории, - это поездка на маленьких частицах пепла или пыли в струях дыма. В исследовании, опубликованном в ноябре прошлого года, Леда Кобзиар, эколог по пожарной безопасности в Университете штата Айдахо в Москве, и ее команда собрали образцы дыма от трех предписанных ожогов во Флориде и от испытаний на растительность, собранных в лесу штата Айдахо и сожженных в лаборатории. Исследователи обнаружили, что микробы, присутствующие в дыме, отличаются от микробов, задерживающихся в окружающем воздухе.
Кобзьяр говорит, что микробы определенно оказываются захваченными и транспортируемыми в дыму пожара. Она подозревает, что в некоторых случаях фиксирующие питательные вещества бактерии, фиксирующие питательные вещества, могут стимулировать рост растений в отдаленных регионах.
Но этот способ передвижения может быть вредным, если споры растительных патогенов, таких как грибовидный организм (Phytophthora ramorum), ответственный за внезапную смерть дуба, оказываются в огне и переносятся в районы со здоровыми деревьями. По словам Кобзиара, пожарные и другой персонал, работающий в чрезвычайных ситуациях, могут вдыхать потенциально опасные микробы и аллергены.
Микробами часто пренебрегают в разговорах о воздействии лесных пожаров. Но эти мельчайшие организмы определяют ландшафт вокруг них после того, как огонь пронесся сквозь них. «Существует целый ряд изменений в почвенной среде, которые будут благоприятствовать или оказывать неблагоприятное воздействие на различные группы микробов», - говорит Мизель. Когда целые экосистемы превращаются в пепел, микробы определяют первый шаг на пути к восстановлению.