Много распространений грибов через почву с прекрасной сетью тонких нитей, известных как hyphae. В их поиске воды и питательных веществ hyphae растут в различных направлениях, постоянно увеличивая сеть. После того, как найденный, вода и питательные вещества поглощены и транспортированы через hyphae, позволив им поставляться частям грибковой сети в сухих или бедных питательным веществом областях почвы.
Но это не только сам гриб, который извлекает выгоду из транспорта материала через hyphal трубопроводы: бактерии, также, содержатся снабженными водой и питательными веществами, они должны процветать. Это было теперь продемонстрировано командой исследователей UFZ в исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Communications. «Мы подозревали в течение долгого времени, что грибы играют важную роль в бюджете влажности почвы», заявляет UFZ экологический биотехнолог профессор Мэттиас Кэстнер. «Теперь, используя вторичные методы масс-спектрометрии иона (NanoSIMS и ToF-SIMS) с платформы исследования ProVIS в UFZ, мы наконец получили экспериментальные данные».Как часть их расследований, исследователи тесно исследовали транспортировку воды, основания и питательные вещества через тщательно маленький hyphae грибов. Они вырастили грибы на культурной среде воды, глюкозы и содержащих азот питательных веществ.
Грибковый hyphae должен был пройти через сухую, зону без питательных веществ, чтобы вырасти через в новую область, содержащую культурную среду. Неприветливая зона перехода содержала споры общей Бациллы бактерии почвы subtilis. Споры – бездействующие стадии Бациллы, которые формируются, когда есть недостаточная вода, еда и питательные вещества, доступные для бактериального роста.
Бактерии входят в своего рода бездействующую стадию, с которой они только просыпаются, как только условия окружающей среды более благоприятны для жизни снова.В эксперименте эти условия были действительно улучшены ростом грибов: «Поскольку грибковый hyphae вырос через сухую зону, бактериальные споры проросли, и мы заметили четкую микробную деятельность», заявляет UFZ экологический микробиолог доктор Лукаш И. Вик. «Грибы, очевидно, улучшили условия окружающей среды для бактерий и разбудили их от их дремоты, как Спящая красавица». Но что точно происходит на химическом уровне, когда грибковый hyphae, растут в прямой близости к бактериальным спорам? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи ‘маркировали’ воду, глюкозу и содержащие азот питательные вещества в культурной среде заранее со стабильными изотопами.
Если бы эти вещества были переданы от гриба до бактерий, они могли бы быть обнаружены, используя изотопический маркер и метод NanoSIMS с наноразмерным пространственным разрешением. «Метод NanoSIMS показывает распределение элементов и изовершин и поэтому позволяет нам наблюдать метаболические процессы», объясняет Кэстнер. «Как оказалось, мы действительно находили стабильные изотопы маркированной воды, глюкозы и содержащих азот питательных веществ в клеточной массе бактерий – который, возможно, только прибыл из грибов».Это исследование дало исследователям UFZ другое важное понимание грибов и их важную функцию в почвах. Грибы служат насосными станциями и трубопроводами для воды, оснований и питательных веществ и могут колонизировать неприветливые местоположения, делая их пригодными для жилья для бактерий – и таким образом стимулировать микробную деятельность в почве. В предыдущей работе исследователи уже показали, что грибковые hyphae представляют интересы как своего рода грибковое шоссе бактерий, позволяя им переместить, и обеспечить горячую точку для бактериального переноса генов.
Фитиль продолжается: «Результаты этого последнего исследования демонстрируют еще раз, что через их взаимодействие с бактериями грибы играют значительное, ранее недооцениваемую роль в экосистеме почвы».Если почва загрязнена загрязнителями, например, бактерии могут сломать их. Но если почва будет слишком суха, процессы деградации зайдут в тупик. «Если период засухи длится на ограниченный срок, грибы имеют стабилизирующийся эффект и могут держать движение процессов почвы. Это могло быть важно определенно относительно воздействий изменения климата, если отношение сухих в сырые области почвы существенно увеличивается», говорит Кэстнер.
В будущих расследованиях исследователи поэтому намереваются посмотреть еще более тесно на почву как истинная экосистема. «Мы хотим провести эксперименты почвы под различными условиями окружающей среды и узнать то, что влияет на грибковый рост, имеет на распаде загрязнителей», говорит Фитиль. Он добавляет: «Важно иметь лучшее понимание роли грибов в экосистеме почвы.
Только, когда мы знаем, как работы почвы могут мы отвечать на изменения, например вызванные изменением климата, с обоснованными решениями».