Неизвестные помощники почвы: как беспозвоночные способствуют разложению растений

Важные новости

Неизвестные помощники почвы: Как беспозвоночные поддерживают разложение растений» /></p>
<p> Фото: Pixabay/CC0 Public Domain </p>
<p>Когда растения или их части умирают, миллиарды мелких существ помогают расщеплять органический материал. Помимо микроорганизмов, таких как бактерии и грибы, в этот процесс, по-видимому, вовлечены и некоторые почвенные беспозвоночные.</p>
<p>Команда исследователей из Центра трансляционной геномики биоразнообразия LOEWE (TBG) в Гессене, Германия, и другие учреждения теперь начали разгадывать генетическую основу деградации стенок растительных клеток у этих беспозвоночных. Их результаты помогут улучшить прогнозы круговорота углерода и питательных веществ в почве.</p>
<p>Они обитают в большом количестве в почве и представлены самыми разнообразными видами: микроскопически мелкими беспозвоночными почвенными животными, такими как коллемболы и роговые клещи. Они расщепляют органические вещества и выделяют питательные вещества для растений.</p>
<p>В исследовании, опубликованном в журнале <i>Molecular Ecology</i>, исследователи обнаружили, что гораздо большая часть их видов также может быть непосредственно участвует в разложении мертвого растительного материала. До сих пор эту способность приписывали главным образом бактериям и грибам. Чтобы расщеплять целлюлозу, основной компонент клеточных стенок растений, организмы должны быть способны вырабатывать определенные ферменты.</p>
<p>В ходе детального анализа генома различных видов ногохвосток (Collembola) и роговых клещей (Oribatida) исследователи обнаружили, что определенный ген, кодирующий один из этих специальных ферментов, присутствует у большинства исследованных видов. Он принадлежит к классу ферментов, называемых гликозидгидролазами, которые расщепляют сложные молекулы сахара на более простые компоненты. Целлюлоза является таким полисахаридом.</p>
<p>Для своего исследования ученые проанализировали 232 вида почвенных беспозвоночных. Проект «Метагеномный мониторинг почвенных сообществ (MetaInvert)», базирующийся в Центре LOEWE TBG и предоставляющий геномные данные об этих недостаточно изученных организмах, представляет собой обширный ресурс.</p>
<p>«Новые методы геномного анализа помогают нам получить важную информацию об этой богатой видами группе животных, которую трудно изучать из-за ее небольшого размера и огромного разнообразия», — сообщает руководитель совместного исследования Инго Эберсбергер, профессор прикладной биоинформатики в Факультет биологических наук Университета Гете во Франкфурте и член Центра LOEWE TBG.</p>
<p>«С помощью биоинформатического анализа нам удалось протестировать все образцы на наличие гена, который позволяет животным расщеплять целлюлоза.»</p>
<p>Новое программное обеспечение, разработанное доктором философии Эберсбергера. студентка и первый автор исследования Ханна Мюльбайер внесла значительный вклад в успех исследования и позволила целенаправленно и очень точно искать определенные гены в геномах.</p>
<p>«Новшество этого программного обеспечения в том, что оно устраняет очень сложный, отнимающий много времени и труда шаг: прогнозирование всех генов в геноме. Вместо этого мы теперь можем искать наши гены-кандидаты непосредственно в последовательности генома», — говорит Эберсбергер.</p>
<p>Междисциплинарное сотрудничество авторов исследования позволило им сделать далеко идущие выводы.</p>
<p>«В наших сравнениях геномов мы также обнаружили, что способность разлагать целлюлозу была приобретена на ранних этапах филогенетической истории вида. Это означает, что почвенные беспозвоночные, вероятно, уже долгое время помогают расщеплять растительные остатки, либо в одиночку, либо совместно. с грибками или бактериями, живущими в их кишечнике», — объясняет соруководитель исследования Миклэш Белинт, профессор функциональной геномики окружающей среды в Центре исследований биоразнообразия и климата Зенкенберга, Университет Юстуса Либиха в Гиссене и со-представитель LOEWE. Центр ГТД.</p>
<p>«До сих пор мало что было известно о вкладе животных в этот процесс разложения, за исключением чисто механического измельчения. Наши результаты теперь показывают, что почвенные беспозвоночные, такие как коллемболы и роговые клещи, вероятно, играют важную, но ранее упускаемую из виду роль в углеродном цикле почв. учитывая их изобилие во всем мире», — продолжает Белинт.</p>
<p>Это связано с тем, что большая часть углерода, закрепляющегося на суше посредством фотосинтеза, содержится в растениях в виде целлюлозы. Он разлагается в основном в почве, выбрасывая углерод обратно в атмосферу.</p>
<p>Основываясь на новых результатах и ​​их значении для понимания пищевых сетей и углеродного цикла в почве, авторы исследования утверждают, что почвенных беспозвоночных следует считается третьей эволюционной и экологически независимой группой, способной разлагать целлюлозу наряду с бактериями и грибами.</p>
<p>Это особенно важно, поскольку эти животные реагируют на изменения окружающей среды иначе, чем микроорганизмы, и процессы разложения могут меняться по мере изменения климата. результат. Эти данные также важны для расчета моделей, позволяющих прогнозировать развитие экосистем, а также циклы углерода и питательных веществ.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Ханна Мюлбайер и др., Геномные доказательства широкого присутствия целлюлазы GH45 среди почвенных беспозвоночных, <i>Молекулярная экология</i> (2024). DOI: 10.1111/mec.17351 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Молекулярная экология </p>
<p> Предоставлено Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости