Немецкие ученые из университетов Геттингена и Касселя неожиданно обнаружили в пшеничных полях если не подводную лодку, то богатое разнообразие микроводорослей. Они выяснили, что их состав заметно меняется в течение года — от весны до осени. Исследование показало, что аграрные ландшафты могут быть гораздо более сложными экосистемами, чем считалось ранее. Исследование опубликовано в Journal of Phycology.
Исследователи изучали микроскопические водоросли, живущие в почве и на поверхности злаковых растений Triticum aestivum — основного вида посевной пшеницы в Центральной Европе. Эти организмы долгое время оставались почти незаметными для науки, поскольку большинство исследований сельского хозяйства сосредоточено на бактериях, грибках и других патогенах культур. Безвредные микроорганизмы внимание агрономов не привлекали.
Однако современные методы ДНК-анализа позволили ученым буквально «просканировать» почвенные сообщества и увидеть скрытое разнообразие фотосинтезирующих микроорганизмов. Выяснилось, что в пшеничных полях присутствуют десятки групп водорослей, в том числе Chlorophyta (Chlorophyceae, Trebouxiophyceae), Stramenopiles (Xanthophyceae, Diatomeae), а также Cyanobacteria, причем их доминирование меняется вместе с температурой, влажностью и фазами роста растений.
Как меняется жизнь в поле
Авторы работы обнаружили отчетливую сезонную динамику. Весной активнее развивались одни типы микроводорослей, летом — другие, а осенью структура сообщества снова менялась. Это говорит о том, что даже обычное пшеничное поле представляет собой постоянно перестраивающуюся экосистему.
По мнению исследователей, водоросли могут играть важную роль в удержании влаги, круговороте углерода и питательных веществ, а также в стабилизации почвы. Некоторые виды способны участвовать в фиксации азота и поддерживать здоровье агроэкосистемы.
Работа также показывает, насколько мало пока известно о микроскопической жизни сельскохозяйственных (да и любых других) земель. Ученые считают, что понимание сезонных изменений почвенных сообществ поможет создавать более устойчивые методы земледелия и снижать зависимость аграриев от химических удобрений.
Водоросли как новый инструмент агрономов
Интерес к микроводорослям в последние годы быстро растет. Ранее ученые уже показывали, что некоторые виды способны очищать сточные воды и одновременно производить массу для биотоплива. Другие исследования демонстрировали, что микроводоросли помогают почвам удерживать углерод и могут снижать последствия засух.
Смежные научные работы показывают, что микроскопические организмы все чаще рассматриваются как важнейший фактор продовольственной безопасности. Например, недавно исследователи выявили новые виды грибов Fusarium — опасных патогенов пшеницы и других культур, способных быстро адаптироваться к изменениям климата. В ответ им удалось вывести сорт пшеницы, который не берут грибки.
Еще один неожиданный факт: некоторые водоросли обладают уникальными механизмами защиты от ультрафиолета и обезвоживания. Ученые считают, что такие свойства в будущем могут использоваться при создании экологичных солнцезащитных материалов.
Источник: hi-tech.mail.ru