新研究对土壤生物群的组成如何导致植物多样性提供线索

温室试验。

温室试验。

据EurekAlert!:两项新的研究对土壤生物群的组成如何导致植物多样性提供了线索。这些结果凸显了未看见的地下细菌真菌会如何影响地上植物的发育,这种已知的关系虽然无所不在但对其了解仍然甚少。

在第一项研究中,Jonathan Bennett等人对土壤中存在的丛枝菌根(AMs)和外生菌根(EMs)如何影响北美树种的多样性进行了探索。成熟的树木已知会影响土壤内这些真菌的组成,而后者会转而影响同一树种的幼苗是否能扎根。例如,在成年树木附近累积的拮抗物质(如土壤中带有的食草动物和病原体)可通过减少类似物种的加入而增加局部的多样性。另一种情况是,互利共栖生物的积聚可增加某一物种的优势,从而减少物种的多样性。Bennett和同事在此对北美温带的55种树(30 EM and 25 AM)进行了采样,它们来自550个不同地方的种群。他们的分析表明,EM幼苗得益于更大丰度的同一物种成年树木附近的EM真菌,而AM幼苗则在相同树种附近会遭受更多的拮抗物质。AM幼苗被发现会有更多的病变;因此作者提出,AM对树木集群建立所提供的保护少于EM真菌。通过一系列的试验(在试验中,幼苗预先接触了这两种真菌),研究人员发现,EM(而非AM)真菌可减少树苗根部损伤并提高其存活率。

在另一项研究中,François P. Teste和同事采集了植物周围的土壤,这些植物依赖于5种不同的得到营养的方法: AM、EM、欧石南类菌根(ErM)、固氮(NF)菌及非簇生菌根真菌(NMCR)。他们在不同组合的充斥这些生物群的土壤中种下了16种澳洲的植物。他们的结果显示,NF和NMCR植物不太可能在含有所有生物群的土壤中存活。这些类型的植物如果真的存活下来,它们的生长会减少。相反,外生菌根植物的存活会在有着所有生物群的土壤中得到提高。在缺乏生物群的贫瘠土壤中,丛枝菌根、外生菌根和NF植物的生长会减少,因为它们根部建立的菌根真菌群落有限。最后,研究人员用贫瘠土壤的存活和生长数据来模拟没有生物群的土壤,他们发现,在没有生物群存在时,植物的品种和功能多样性会快速衰减至奇低的水平。

Wim H. van der Putten 在《视角》栏目中重点介绍了这两项研究。


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