Исследователи рассмотрели скрытую жизнь микроорганизмов в почве

Антон Тальский – 24 июля 2021

Возьмите любой комок земли размером с чайную ложку, и вы обнаружите в ней больше микроорганизмов, чем людей на планете. Это стало известно благодаря лабораторным исследованиям, в ходе которых учёные проанализировали образцы земли, взятые в природе, чтобы определить, какие формы микроскопической жизни существуют в мире под нашими ногами.

Проблема, однако, в том, что такие исследования не могут сказать нам, как именно устроено подземное царство грибов, жгутиковых и амеб. Поскольку они влекут за собой удаление почвы из окружающей среды, разрушаются хрупкие структуры и связи, в которых обитают почвенные микробы.

Это мотивировало учёных разработать способ наблюдения без нарушения микросред обитания этих микроорганизмов. Они разработали новый вид «киборганической почвы»: она наполовину естественная, наполовину искусственная. Такая почва состоит из микрочипов, которые исследователи либо закопали в дикой природе, либо окружили землей в лаборатории на время, достаточное для появления микробных инфраструктур.

Чипы — это своего рода окна в метро, через которые видно, как устроена жизнь в земле. Различные физические законы становятся доминирующими в микромасштабе по сравнению с более привычными законами нашего макромира. Бактерии передвигаются вслед за движениями молекул воды, пузырьки воздуха создают непреодолимые препятствия для многих микроорганизмов.

Другая важная находка — «пути», образованные грибницами, по которым бактерии (и даже простейшие) «путешествуют автостопом» и распространяются через почву.

В задачи этого исследования также входило изучение того, как создаются микробные «города». Наряду с минералами почвы к формированию подземных инфраструктур оказались причастны те же грибницы. Интересно, что другие, менее крупные и сильные организмы также изменяют микроскопическую структуру почвы. Инфузории, которые обладают небольшими волосковидными отростками для передвижения, также могут «вскапывать» почву, активно добывая себе пищу.

Исследование почвы таким способом помогает связать изучение экологии конкретного места с контролируемыми лабораторными исследованиями. Этот новый исследовательский метод сочетает в себе преимущества изучения сложных сообществ почвенных организмов с тщательным контролем и регулировкой таких факторов, как поступление питательных веществ или изменение температуры, чтобы мы могли видеть, как почва реагирует на изменения над поверхностью земли.

Также исследователи считают, что наблюдение за скрытым миром почвы и её обитателями может помочь людям эмоционально погрузиться в эту жизненно важную экосистему. В других экосистемах уже давно есть харизматичные персонажи — животные, олицетворяющие природоохранные инициативы, а почва все еще ассоциируются с обычной грязью. Тем не менее, земля обеспечивает 95% продуктов питания. Они хранят в два раза больше углерода, чем биосфера и атмосфера вместе взятые. Организмы в земле не грязные: они незаметно предоставляют жизненно важные экосистемные услуги, которые поддерживают все живое на земле.

Фото: 8H/Shutterstock