Живой водопровод: грибы образуют каналы перераспределения воды между растениями
Новые данные ученых показали, как крошечные подземные грибы-эндофиты создают водные мостики между корнями и обеспечивают жизнеспособность растений в условиях засухи.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
В экосистемах по всему миру грибы играют важнейшую роль в поддержании жизни растений. Их способность образовывать связи между корнями растений может улучшить усвоение воды и питательных веществ и способствовать их росту. Хотя грибные симбиозы широко изучались в прошлом, некоторые исследователи полагают, что эти подземные сети могут быть гораздо сложнее, чем кажутся на первый взгляд.
Большинство исследований взаимодействия растений и грибов сосредоточено на микоризных грибах, которые известны своей способностью создавать пути обмена питательными веществами. Однако новый эксперимент, проведенный учеными из Северного университета Аризоны (Nothern Arisona University, далее NAU), доказывает, что микоризой симбиотические системы не ограничены. Часто игнорируемая группа грибов под названием темные септированные эндофиты (dark septate endophytes, DSE) может быть способна связывать корни соседних растений для облегчения обмена водой и увеличения биомассы хозяев. DSE могут отвечать за поддержание жизнеспособности растительных сетей в засушливых районах Юго-Запада США.
В исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology, ведущий автор докторант NAU Беатрис Бок признает, что микоризные грибы заслуженно привлекли к себе много внимания, поскольку они образуют действительно хорошо известные партнерства с растениями. Но если в экосистеме присутствуют еще и DSE, картина происходящего под землей усложняется. Просто по причине незаметности крошечных грибов DSE люди упускают эти процессы из вида.
Чтобы лучше понять роль темных септированных эндофитов, Бок и ее коллеги провели эксперимент, используя три пары растений Sorghum bicolor (сорго двуцветное) в контролируемых лабораторных условиях. Растения были разделены 3-миллиметровым воздушным зазором, который предотвращал прямой контакт почвы под одним растением с почвой под другим. В одной паре помимо воздушного зазора растения разделяла тонкая пластина. В двух парах (в том числе с барьером) одно сорго было заражено грибом-эндофитом. Контрольная пара была стерильна, барьера между растениями не было.
Исследователи обнаружили, что гриб способен использовать тонкие нитевидные структуры, называемые гифами, для проникновения через воздушный зазор и создания живого моста между корнями растений. В парах, содержащих гриб DSE, вода из растения-хозяина, помеченная красителем, впоследствии обнаруживалась в листьях реципиента. Грибные гифы успешно переносили воду между образцами.
Растения, имеющие доступ к грибной сети, оказались в два с лишним раза крупнее, чем растения в контрольных группах без грибной поддержки.
Симбиотические DSE обнаружены у тысяч видов растений по всему миру и широко распространены в экстремальных условиях, например, в условиях засухи. Хотя их функция до сих пор остается предметом дискуссий, Бок отметила, что DSE играют ключевую роль в поддержании жизни растений в сложных для выживания условиях, в том числе при дефиците влаги.
Исследование NAU стало первой контролируемой демонстрацией того, что эндофиты могут формировать общие корневые сети между несколькими растениями. Бок надеется, что ее результаты побудят других исследователей к более глубокому изучению того, как эти грибы влияют на динамику экосистем.
Эта работа укрепила мой интерес к тому, как и почему растения и грибы формируют симбиотические отношения. Весной я заканчиваю учебу, и, размышляя о том, что будет дальше, я постоянно возвращаюсь к этим вопросам. Мы еще так многого не знаем, и я с нетерпением жду продолжения исследования скрытого мира грибов и растений.Беатрис Бок.автор исследования.
О жизни уникальных грибов, превращающих насекомых в зомби — в материале Hi-Tech Mail.
Поделиться
