В исследовании, опубликованном в журнале Science China Life Sciences , команда исследовала чрезвычайно разнообразные грибковые сообщества примерно в 500 парных образцах листьев и почвы, которые были связаны с 55 видами деревьев, которые расположены на протяжении 2000 км горных лесов в восточном Китае.
«Это была непростая работа. Мы потратили целых два года на сбор полевых образцов. Забирались в горы, искали деревья, собирали почву и листья и так далее», — говорит Ян, первый автор исследования.
Вначале Ян вместе с директором лаборатории Хайяном Чу стремились сравнить биогеографические закономерности грибов в листьях и почве. Ранее в The ISME Journal они сообщали о значительном филогенетическом отпечатке деревьев на состав почвенного грибкового сообщества в том же регионе, подчеркивая эволюционную связь между видами растений и связанными с ними грибковыми сообществами под землей.
Однако при использовании различных видов растений и больших пространственных масштабов до сих пор оставалось неизвестным, чем отличается биогеографическая картина сообщества грибов в листьях от наблюдаемой в почве.
В своей последней статье они обнаружили поразительные различия в богатстве грибов и составе сообществ между листьями и почвой; количество видов почвенных грибов было примерно в три раза выше, чем в лиственных грибных сообществах на уровне отдельных деревьев. Идентичность видов растений и филогения растений определяли распространение сообщества лиственных грибов, тогда как распространение почвенных грибов объяснялось взаимодействующими эффектами филогении растений, климатических факторов и свойств почвы.
«Несомненно, грибковое сообщество почвы под деревьями более сложное и зависит от множества факторов окружающей среды , тогда как грибковое сообщество в листьях, по-видимому, просто определяется доступностью растения-хозяина», — говорит Чу.
Биотические взаимодействия между царствами, например, между растениями и их животными-опылителями или распространителями семян, являются привлекательной темой в области экологических и биогеографических исследований и привели к развитию ранней теории двудольных сетей. Специализация, модульность и надежность являются важнейшими топологическими характеристиками сети.
Например, специализация описывает степень, в которой растение-хозяин или партнер-гриб ограничены в своем диапазоне партнеров или хозяев; модульность описывает степень, в которой сеть структурирована как различные сплоченные подгруппы узлов (т. е. модулей), в которых плотность взаимодействий внутри модулей выше, чем между модулями.
Кроме того, устойчивость представляет собой способность сети сохранять свою структуру и организацию при воздействии возмущений. Используя теорию двудольных сетей, команда выявляет несовместимые топологии сетей растений и грибов в надземных и подземных средах обитания.
Сети растений и грибов в листьях демонстрируют значительно более высокую специализацию, модульность и надежность, но менее связаны, чем в почвах. Кроме того, комбинации предпочтений деревьев/грибов и ключевые виды в двудольных сетях разительно различались между надземными и подземными образцами.
«В широком пространственном масштабе эта работа демонстрирует различные модели сборки растений и грибов между надземными и подземными средами обитания с точки зрения биогеографических движущих сил, характеристик двусторонней сети и ключевых видов сети. Из-за изменения климата или деятельности человека разнообразие надземных и подземных лесных грибов будет ухудшаться совершенно по-разному», — говорит Чу.
