未来の世界はどうなる？ 科学者は、植物、生態系、生物多様性がさまざまな地球規模の変化によってどのように影響を受けるかをモデル化することを継続的に試みているため、政策立案者や自然保護論者は積極的に取り組むことができます。 これらの「水晶玉の予測」は通常、植物がさまざまな温度、水、土壌の栄養分の下でどのように成長するかを測定した実験に基づいています。 土壌微生物と植物、およびこれら XNUMX つの間のフィードバックに何が起こっているのかを理解しようとすると、事態は少し複雑になります。
ヤン・ガオウェン博士 と XNUMX 人の同僚 FreieUniversitätBerlin (NAIST) と ベルリン・ブランデンブルク高等生物多様性研究所 (BBIB) 地球温暖化、干ばつ、窒素沈着などの XNUMX つの地球規模の変化の乱れにさらされた低、中、高の土壌生物多様性土壌混合物で、それぞれ XNUMX つの草、ハーブ、マメ科植物の成長を調査しました。 研究者 植物が微生物の多様性が減少した土壌混合物で栽培された場合、ストレスがより顕著になることがわかった. 干ばつと窒素 (N) 沈着障害は植物の多様性を減少させたが、植物は中程度および高い土壌生物多様性で回復することができた. あ 以前の研究 全身耐性を誘発する希少な土壌微生物種を失うと、植物と害虫の相互作用も変化することが示されています。 ヤン博士は以前、どのように 土壌のプロセスと多様性は、環境変化の数の増加によって影響を受けます (例: XNUMX つ対 XNUMX)。 そしてどのように議論した 土壌生物相は生態系の安定性に影響を与える可能性があります.
現在の研究、ヤンと同僚は、ブランデンブルクから約 46 kg の土壌を収集し、希釈から絶滅へのアプローチを使用して、低、中、高の土壌微生物多様性を表す土壌混合物を準備しました (新鮮な土壌と滅菌土壌の異なる比率など)。 これらの土壌混合物は、微生物が蓄積できるように、実験の前に 24 か月間培養されました。 Yang と同僚は、各ポットにそれぞれ XNUMX つの草、ハーブ、マメ科植物の苗木 XNUMX つ、合計 XNUMX の小宇宙実験を設定しました。 苗木は、XNUMX つの異なる土壌混合物で XNUMX か月半成長し、XNUMX 回収穫されました。
最初の収穫は、さまざまな土壌混合物での定着期から 2.5 か月後に行われました。 科学者たちは、各種の地上バイオマスを測定しました。 その後、ポットは XNUMX つの地球規模の変化の影響 (干ばつ、温暖化、窒素沈着の増加など) にさらされ、XNUMX か月後に植物が収穫されました。 その後、研究者は植物を XNUMX か月間回復させ、XNUMX 回目の収穫を行いました。 土壌微生物 DNA を抽出して、擾乱および回復段階における細菌および真菌群集の変化を測定しました。
微生物の多様性が減少した土壌混合物で植物を栽培した場合、すべてのストレスがより顕著でした。 たとえば、干ばつは、土壌の生物多様性が高い混合物ではマメ科植物のバイオマスを 89% 減少させましたが、土壌の生物多様性が低い場合は 95% 減少しました. 温暖化により、土壌の生物多様性が高い場合はマメ科植物のバイオマスが 31% 減少しましたが、土壌の生物多様性が低い場合は 80% 減少しました. 効果は、ハーブと草ではわずかに異なりました。
「土壌の生物多様性の喪失によるマメ科植物の持続性の減少は、部分的には
たとえば、AM [arbuscular mycorrhizal]菌類などの土壌相互主義者が存在しない」とヤンと同僚は書いています。
「地球変動の乱れに続いて、土壌細菌の多様性の完全な回復が現在の研究で観察されており、土壌細菌が地球変動の乱れに対して非常に回復力があることを示しており、以前の研究を裏付けています。」
マメ科植物のバイオマスは、高および中程度の土壌生物多様性では擾乱後に完全に回復しましたが、低土壌生物多様性では回復しませんでした。 干ばつと窒素沈着の乱れは、植物の多様性を減少させました。
「私たちの研究は、生物多様性の喪失が負のフィードバックをもたらす可能性があることを示しており、マメ科植物が減少することで植物の多様性がさらに減少する可能性があります.」
この研究は、XNUMX つの主要な地球規模の変化の擾乱に対する植物の応答を予測するための土壌微生物の多様性の重要性を強調しました。
