Некоторые виды симбиотических грибов могут приводить к накоплению углерода в почве на 70 процентов больше.«Естественные потоки углерода между землей и атмосферой огромны и играют решающую роль в регулировании концентрации углекислого газа в атмосфере и, в свою очередь, климата Земли», — сказал Колин Аверилл, ведущий автор исследования и аспирант в Колледж естественных наук в UT Остине. «Этот анализ четко устанавливает, что различные типы симбиотических грибов, которые колонизируют корни растений, оказывают основной контроль над глобальным углеродным циклом, что до сих пор не было полностью оценено или продемонстрировано».«Это исследование имеет отношение не только к моделям и прогнозам будущих концентраций парниковых газов в атмосфере, но и ставит под сомнение основную основу современной биогеохимии, согласно которой климат оказывает основной контроль над углеродными пулами почвы», — добавил Адриен Финци, соисследователь и профессор биологии. в Бостонском университете.Аверилл, Финци и Бенджамин Тернер, ученые Смитсоновского института тропических исследований, опубликовали на этой неделе свое исследование в журнале Nature.
Почва содержит больше углерода, чем атмосфера и растительность вместе взятые, поэтому прогнозы будущего климата зависят от твердого понимания круговорота углерода между землей и воздухом.
Во время фотосинтеза растения удаляют углерод из атмосферы в виде углекислого газа. В конце концов растение умирает, сбрасывает листья или теряет одну-две ветки, и этот углерод добавляется в почву. Углерод остается запертым в почве до тех пор, пока остатки растений не разлагаются, когда почвенные микробы питаются мертвым растительным веществом и другим органическим детритом. Это высвобождает углерод обратно в воздух.
Одним из ограничений, общих для растений и почвенных микробов, является доступность азота, важного питательного вещества для всей жизни. Большинство растений имеют симбиотические отношения с микоризными грибами, которые помогают извлекать азот и питательные вещества из почвы и делают этот азот доступным для использования растениями. Недавние исследования показали, что растения и их грибы конкурируют с почвенными микробами за доступный в почве азот, и что эта конкуренция снижает разложение в почве.Существует два основных типа симбиотических грибов: экто- и эрикоидные микоризные (EEM) грибы и арбускулярные микоризные (AM) грибы.
Грибы EEM производят ферменты, разлагающие азот, что позволяет им извлекать из почвы больше азота, чем экстракт грибов AM.Изучая данные со всего мира, Аверилл и его коллеги обнаружили, что там, где растения взаимодействуют с EEM-грибами, почва содержит на 70 процентов больше углерода на единицу азота, чем в регионах, где AM-грибы являются нормой.Грибы EEM позволяют растениям конкурировать с микробами за доступный азот, тем самым уменьшая степень разложения и уменьшая количество углерода, высвобождаемого обратно в атмосферу.
«Это исследование показывает, что деревья и деструкторы действительно связаны через микоризные грибы, и вы не можете делать точные прогнозы относительно будущего круговорота углерода, не задумываясь о том, как эти две группы взаимодействуют. Мы должны думать об этих системах в целом», — сказал Аверилл. .Исследователи обнаружили, что эта разница в хранении углерода не зависела от других факторов, в том числе от интенсивности роста растений, температуры и количества осадков, и имела гораздо больший эффект.