Микроскопические грибы, которые живут в корневой системе растений играют важную роль в аккумуляции и высвобождении углерода из почвы в атмосферу.
Согласно исследователям из University of Texas и их коллегам из Boston University и Smithsonian Tropical Research Institute роль этих грибов в настоящее время абсолютно не учитывается в современных моделях мирового климата.
Некоторые виды симбиотических грибов способны высвобождать до 70% углерода, накопленного в почве.
По словам Colin Averill, ведущего автора исследований из Техасского университета в Остине, естественные потоки углерода между почвой и атмосферой ввиду своих огромных масштабов играют важную роль в регуляции концентрации углекислого газа в атмосфере и, следовательно, являются основополагающим фактором в формировании климата на Земле. Averill считает, что симбиотические грибы, колонизирующие корни растений, нуждаются в более детальном и глубоком анализе, поскольку они оказывают важное влияние на глобальный углеродный цикл, которое ранее не было оценено по достоинству и не анализировалось до недавнего времени.
Соисследователь и преподаватель биологии Adrien Finzi из Boston University, отмечает, что это исследование не только важно для прогнозирования будущих концентраций атмосферных парниковых газов, но и бросает вызов фундаментальной идеи биогеохимии, которая не берёт во внимание воздействие почвенных микроорганизмов на химический обмен, и это при том, что в почве содержится больше углерода, нежели в растительности и атмосфере вместе взятыми. Таким образом прогнозирование будущих изменений климата зависит от понимания того, как именно происходит углеродный обмен между землёй и атмосферой.
Результаты исследований Averill, Finzi and Benjamin Turner из Smithsonian Tropical Research Institute были опубликованы на прошлой неделе в журнале Nature.
Поглощение углерода, представленного в виде углекислого газа, растениями из атмосферы происходит в процессе фотосинтеза. Когда растение по каким-то причинам погибает, либо оно сбрасывает листву, то вместе с ним в почву попадает значительное количество углерода, содержащегося в нём. Углерода остается в «ловушке» до тех пор, пока не начинаются процессы органического разложения, в ходе которых углерод устремляется в атмосферу.
Растения и населяющие почву микроорганизмы «воюют» и за ещё одно чрезвычайно важное и питательное для них соединение – азот. Большинство растений пребывают в симбиозе с микоризами — симбиотической ассоциацией мицелия гриба с корнями высших растений, которые помогают им извлекать азот и прочие питательные вещества из почвы. Недавние исследования позволили учёным предположить, что растения и их грибы конкурируют с почвенными микроорганизмами за азот, который кроме всего прочего значительно замедляет скорость разложения растений и высвобождения углерода.
Следует отметить, что биологи выделяют два основных типа симбиотических грибов: ecto- и ericoid mycorrhizal (EEM) и arbuscular mycorrhizal (AM). Грибы ЕЕМ производят разрушающие азот ферменты, которые позволяют им извлекать из почвы больше азота в сравнении с грибами АМ.
Исследуя данные, полученных в различных уголках земного шара, Averill и его коллеги пришли к выводу, что почва в местности, где преобладают растения, на корнях которых произрастают грибы ecto- и ericoid mycorrhizal, содержит на 70% больше углерода на 1 единицу азота, нежели там, где произрастают растения с грибами АМ.
Грибы EEM позволяют растениям конкурировать с микробами за доступный азот, таким образом уменьшая количество разложений и понижая количество углерода, выпущенного назад в атмосферу.
По словам Averill, это исследование доказывает, что существует четка связь между растительностью и микоризами, не учитывая особенности взаимодействия которых, невозможно сделать точные прогнозы о предстоящем круговороте углерода.
Исследователи полагают, что различие в способах аккумуляции углерода имеет намного больший эффект, чем другие факторы, такие, например, как температура и осадки.
