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2024-05-07 07:40

变暖趋势可能会导致森林真菌网络的重大干扰

Warming trends will likely result in major disturbances of networks of forest fungi

孩子们被教导不要碰野生蘑菇,因为它们可能有毒。但另一方面,树木依靠真菌来维持它们的健康

只要看看外生菌根真菌就知道了,这是一种寄生在北方生态系统(包括地球最北端森林的地区)和温带生态系统(热带和北方地区之间的地区)交汇处许多树种根部的生物。这个地区的特色是北方树木,包括针叶常绿树木和温带树种,包括枫树和橡树。

就像健康的人际关系一样,树木和真菌合作得很好,因为它们互相帮助。当外生菌根真菌附着在树根上时,它们从树木宿主那里以糖的形式获取碳,反过来为树木提供氮和磷等重要营养物质。这是一种重要的共生关系,推动着生态系统的功能和恢复力。

但随着气候变化和全球变暖导致气温升高和干旱加剧,人们对气候变化知之甚少关于这些人重要的真菌会做出反应。此外,还有一些挥之不去的问题关于气候变暖将如何影响地下线——被称为外菌根网络——由真菌形成连接树木,促进水、氮和其他矿物质的转移。Warming trends will likely result in major disturbances of networks of forest fungi

为了研究这个问题,锡拉丘兹大学和明尼苏达大学的一个研究小组进行了一项气候变化实验,他们将北方和温带树种暴露在温暖和干旱的处理中,以更好地了解真菌及其树木宿主如何应对环境变化。

这项研究由雪城大学文理学院生物学助理教授克里斯托弗·w·费尔南德斯领导,发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。他们的研究结果表明,变暖和水资源压力的综合影响可能会导致外生菌根网络的严重干扰,并可能损害森林的恢复力和功能。

研究小组在明尼苏达州进行了一项长期气候变化实验,名为b4warm(北方森林变暖的危险过渡带)。该试验的特点是在种植了北方和温带树种的地块上进行了增温和干旱处理。这使研究人员能够探索外生菌根真菌及其与树宿主形成的网络如何应对环境压力。

Fernandez的研究旨在了解涉及植物、微生物和生态系统生态学的过程,他说他们的研究揭示了外生菌根真菌种类的组成随着气候变化而急剧变化。具体来说,他们看到了一种从通常在成熟森林中发现的具有高生物量菌丝体(真菌的线状体,探索土壤,可能对网络形成很重要)的物种向通常在高度受干扰的生态系统中发现的低生物量物种的转变。

费尔南德斯说:“有一种假说认为,与高生物量物种相比,这些低生物量物种在营养方面可能不会给宿主带来太多好处。”“我们发现,由这些‘连接’树木的真菌形成的网络从相对复杂和连接良好的网络转变为连接较少的更简单的网络。”

作者说,这些变化与树木宿主的表现以及它们通过光合作用将二氧化碳转化为氧气和糖的能力有很大关系。

“气候变化正在减少树木固定的碳量,并可能对它们向外生菌根真菌提供的碳量产生连锁反应,”费尔南德斯继续说。“这可能会导致向低生物量物种的转变,导致树木之间的网络崩溃。”

研究小组认为,这是第一个研究外生菌根网络对气候变化的反应的研究,他们的结果应该会产生新的研究,重点放在其他生态系统上。他们说,在这项工作的基础上,下一步将是将外生菌根网络的变化与生态系统水平的过程(如养分和碳循环)联系起来,以更好地了解它们对气候变化的适应能力。