Новое исследование показывает, что устойчивые и удивительно разнообразные популяции организмов могут сохраняться в почве, несмотря на суровые и крайне засушливые условия. Международная группа учёных под руководством исследователей из Кёльнского университета изучила крошечных нематод в чилийской пустыне Атакама. Наряду с полярными регионами, пустыня Атакама считается одним из самых засушливых мест в мире. Недостаток осадков, высокое содержание соли в почве и экстремальные колебания температуры делают её одним из самых неблагоприятных мест на Земле.
Команда, в которую вошли исследователи в области зоологии, экологии и ботаники, продемонстрировала стратегии, которые используют различные нематоды, чтобы выжить в этих условиях. Работа, опубликованная в Nature Communications, проливает свет на связь между биоразнообразием и параметрами окружающей среды, определяющими ландшафт.
Нематоды — одни из самых распространённых почвенных организмов, насчитывающих большое количество видов. Они играют ключевую роль в экосистеме, поскольку регулируют численность бактерий, участвуют в круговороте питательных веществ и являются важными индикаторами состояния почвы. Их универсальность проявляется и в способности адаптироваться: нематоды выживают в морских глубинах, в арктических регионах и даже в чрезвычайно солёных почвах.
«Почва играет важную роль в функционировании экосистемы, например в накоплении углерода и обеспечении питательными веществами. Поэтому так важно понимать, какие организмы там обитают, то есть не микробы, а многоклеточные животные», — говорит доктор Филипп Шиффер, один из авторов исследования. «Данных о почве в экстремальных экосистемах, таких как пустыня Атакама, по-прежнему недостаточно».
Для исследования ученые выбрали 6 регионов Атакамы с различными условиями, в том числе более влажные высокогорные районы с растительностью, солёные регионы с высоким уровнем ультрафиолетового излучения и туманные оазисы, которые могут похвастаться удивительным разнообразием растений. Были взяты образцы песчаных дюн, солёных озёр, русел рек и гор. Специалисты проанализировали их с точки зрения биоразнообразия, стратегий размножения и популяционной структуры нематод.
Результаты показали существенные различия: на больших высотах в почве встречаются виды нематод, размножающиеся бесполым путём. Это подтверждает теорию о том, что бесполое размножение является преимуществом в экстремальных условиях. Разнообразие видов также связано с водным балансом: чем больше осадков, тем выше биоразнообразие. Различия в температуре также являются решающим фактором для формирования популяций.
Результаты исследования показывают, что устойчивые почвенные экосистемы могут существовать даже в экстремальных условиях и в очень отдалённых местах. Это говорит о том, что биоразнообразие в других засушливых регионах может быть выше, чем предполагалось ранее. С другой стороны, полученные данные также служат предупреждением: в некоторых из исследованных регионов упрощённые пищевые цепочки указывают на то, что эти экосистемы уже повреждены и поэтому могут быть более уязвимыми.
«В свете растущей глобальной засухи, которая затрагивает всё больше регионов по всему миру, эти результаты становятся всё более актуальными. Понимание того, как организмы адаптируются к экстремальным условиям и какие параметры окружающей среды способствуют их распространению, может помочь в оценке экологических последствий изменения климата», — говорит Шиффер.
Макроэкологические закономерности, такие как градиент осадков или значительная роль высоты над уровнем моря, могут проявляться в регионах с экстремальными условиями, а также на генетическом уровне. Таким образом, это исследование представляет собой важный шаг на пути к более точной оценке реакции почвенных организмов на изменения окружающей среды во всём мире.
