Теперь Мейерсон, профессор наук о природных ресурсах, и профессор Северо-Восточного университета Дженнифер Боуэн показали, что даже когда две разные линии растут бок о бок в одной экосистеме, бактериальные сообщества в почве резко различаются. Это открытие поможет понять, насколько успешны инвазии растений и какие условия необходимы для их успеха.
«Это похоже на то, как разные линии выращивают свои собственные микробные сообщества», – сказал Мейерсон. "Что удивительно, так это то, что у инвазивной популяции Phragmites в Род-Айленде и Калифорнии микробные сообщества будут более похожи, чем у местной инвазивной популяции, живущей рядом друг с другом в Род-Айленде."
Линия Phragmites, родом из Северной Америки, населяла местные водно-болотные угодья в течение тысяч лет, но линия, завезенная из Европы, начала захватывать многие североамериканские болота.
«Меня интересуют бактерии в солончаках, но я никогда не задумывался об этих конкретных взаимодействиях растений и микробов и о том, как микробы в почве работают, чтобы способствовать успеху растений и подавлять их рост», – сказал Боуэн. "Но оказывается, что эволюционные признаки различных линий растений настолько сильны, что это приводит к сходным микробным сообществам в родственных растениях, которые встречаются по всей стране. И это невероятно."
В исследовательской статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature Communications, Мейерсон и Боуэн описывают свои полевые исследования и контролируемые эксперименты на аборигенных, инвазионных линиях и линиях происхождения Phragmites в Мексиканском заливе.
Оба метода показали, что бактериальные сообщества в почве в первую очередь структурированы по происхождению растений, а не по факторам окружающей среды, как считалось ранее.
«Эти результаты идут вразрез с общей догмой, согласно которой среда определяет микробное сообщество, которое вы собираетесь получить», – сказал Мейерсон. "Две популяции, растущие близко друг к другу, должны иметь более похожие микробные сообщества, чем те, которые живут дальше друг от друга. Но наши результаты говорят, что это неправда.
В этом случае для этих растений именно происхождение растений – ниже уровня вида – определяет микробное сообщество."
Эти результаты важны для лучшего понимания успешности и пригодности инвазивных видов.
«Микробы действительно важны с точки зрения определения того, что происходит в растительном сообществе», – пояснил Мейерсон. "Выбирая для определенных сообществ микробов, они создают свою экосистему снизу вверх. То, что происходит на микробном уровне, влияет на приспособленность и химический состав растений, а также на взаимодействие растений."
Исследователи заметили, что у микробов, связанных с местными Phragmites, было больше видов бактерий, которые используются для защиты растения от вражеских атак, чем микробов, связанных с инвазивной разновидностью, которая оставила большинство своих врагов в своей родной среде.
«Инвазивным растениям не нужно было культивировать эти защитные механизмы среди своих микробных сообществ», – сказал Боуэн. "Наши исследования показывают, что эти растения успешны в качестве захватчиков, отчасти потому, что они избавлены от необходимости выращивать щит микробной защиты."
Мейерсон сказала, что ее результаты открывают новую перспективу для тех, кто управляет землей и пытается контролировать инвазивные растения.
«Это еще одна причина с осторожностью относиться к инвазивным видам», – сказала она. "Мы должны смотреть дальше того, что происходит над землей. Мы также должны посмотреть ниже на микробные сообщества и то, как они влияют на экосистемы снизу вверх."