Деревья образовали пищевой союз с бактериями

Часто можно увидеть растения, которые прекрасно себя чувствуют на крайне бедных почвах (например, песчаных). Ученых из Центра биогеохимии лесных экосистем в Нанси (Франция) интересовал вопрос, как деревья, растущие на бедных кислых почвах, получают питательные вещества. «Вполне естественно предположить, что влагу они получают с атмосферными осадками, а питательные вещества -- частично из почвы, в результате разложения хвои, листьев или сухих ветвей, или мертвых корней. Только этого явно недостаточно», -- говорит ведущий автор исследования Кристоф Калварузо (Christophe Calvaruso).

Сообщество бактерий, грибов и растений

Ученые обнаружили дополнительных поставщиков неорганических питательных элементов таким растениям – ими оказались грамотрицательные бактерии рода Burkholderia. По словам доктора Калварузо, бактерии образуют сообщества с широко распространенным грибом -- ложнодождевиком Scleroderma citrinum. А гриб образует микоризу с хвойными и широколиственными породами деревьев.

Как объясняют ученые, богатейшим источником неорганических элементов питания считаются почвенные минералы. Но в составе минералов элементы абсолютно бесполезны для растений. Здесь им на помощь приходят грибы и бактерии. Они обитают в ризосфере – особом слое почвы, где расположены корни растений. На протяжении десятилетий ученые считали, что биологическое выветривание связано с действием грибов, живущих в симбиозе с высшими растениями, -- микоризе. Микоризу образуют почти все голосеменные растения, 80-90% всех двудольных покрытосеменных. Гифы гриба очень тонкие, поэтому они спокойно проникают в поры минералов. Так происходит постепенное их разрушение – выветривание. Таким способом микориза обеспечивает растение фосфором, кобальтом, цинком. А растение в обмен поставляет грибу углеводы, аминокислоты и фитогормоны.

Бактерии, бескорыстно помогающие растениям

Рядом с микоризой, как показало исследование доктора Кальварузо, благополучно живут и бактерии. Ученые исследовали почву в хвойно-широколиственном лесном массиве в Центральной Франции. Они отобрали образцы почвы рядом с корнями дуба, бука и норвежской ели и определили содержание и видовую принадлежность обитающих в этом слое бактерий. В качестве контроля ученые рассматривали почву открытых участков, где деревьев не было. «Наши результаты говорят, что деревья разработали свою стратегию. Они «выбирают» те виды бактерий, которые работают наиболее эффективно – сообщества бактерий рода Burkholderia, которые выделяют железо из биотита, в результате это железо поступает в растения. Причем эти бактерии обитали только рядом с растениями, на открытых участках их не оказалось», -- пишут авторы.

По словам ученых, теперь перед ними стоит задача выяснить, связаны ли как-то эти бактерии с микоризой или, возможно, существует прямая симбиотическая связь между ними и растениями. В планах исследователей также рассмотреть побольше других видов древесных растений и связанных с ними сообществ бактерий.

Статья французских ученых Influence of Forest Trees on the Distribution of Mineral Weathering-Associated Bacterial Communities of the Scleroderma citrinum Mycorrhizosphere опубликована в июльском номере журнала Applied and Environmental Microbiology.