Традиционно деревья воспринимают как основные «запасные хранилища» углерода. Их листья поглощают углекислый газ и снабжают планету кислородом, тогда как собственно кора и ствол до недавних пор считались утеплёнными каналами, через которые почвенные газы, в том числе метан, легко попадают в атмосферу. Но современные исследования коры демонстрируют: её значение в регулировании климатических процессов оказалось гораздо выше, чем предполагали учёные.
Огромная площадь биологически активной коры
Если сложить поверхность всей древесной коры на Земле, получится поразительная величина – около 143 миллионов квадратных километров. Это примерно равно площади всех суши на планете! Такое «покрывало» заслуживает пристального внимания, ведь именно на нем разыгрываются невидимые глазу микробиологические процессы, оказывающие ощутимое влияние на парниковые газы, включая метан и водород.
Исследования на месте: лаборатории под кронами деревьев
Современные ботаники, отправившись в леса Австралии, решили взглянуть на кору с принципиально иной стороны. Прямо на живых деревьях устанавливали герметичные камеры, способные фиксировать даже незначительные изменения в содержании различных газов. В лабораториях изучали образцы коры, добавляя метан, водород, угарный газ, чтобы понять, какие именно процессы запускаются микроорганизмами. Дополнительно проводился детальный генетический анализ микробных сообществ, чтобы установить, какой «генетический потенциал» есть у обитателей коры по переработке этих веществ.
Открытие: кора – настоящий космос для бактерий-симбионтов
Оказалось, что кора буквально кипит от жизни: в одном квадратном метре живёт до шести триллионов бактерий! Это меньше, чем в почве, но несравнимо больше, чем в воде или на других растительных поверхностях. Анализ ДНК показал, что микрофлора коры далеко не случайна — на ней формируются уникальные специализировавшиеся сообщества, отличные от почвенных или водных.
Больше всего в этих сообществах оказалось представителей семейства Acidobacteriaceae – их около 32%. Эти бактерии чувствуют себя комфортно в кислых средах и активно участвуют в разложении органики. Второе место по численности (17%) занимают Mycobacteriaceae, обладающие исключительной стойкостью и способностью «утилизировать» самые сложные соединения. На третьем месте оказались Acetobacteraceae (6%) — они известны своим умением превращать сахара в кислоту. Кроме того, ведущую позицию (23% популяции) занимает род Terracidiphilus, который специализируется на использовании метана, водорода и даже угарного газа как источников энергии.
Механизмы борьбы с метаном и водородом на стволах деревьев
Наиболее впечатляющим стало то, как кора, точнее бактерии-симбионты, «отлавливают» и перерабатывают метан. Например, в заболоченных зонах деревья активно втягивают метан из почвы через стволы, но прежде чем газ покинет поверхность дерева, значительную его долю — примерно треть! — успевают поглотить и переработать микробы на коре. В результате метан меньше поступает в атмосферу, что положительно сказывается на общем состоянии климата.
Не менее важен и другой механизм: бактерии коры активно поглощают водород, превращая его в энергию. Сам по себе водород не относится к парниковым газам, однако он «мешает» расщеплению метана в верхних слоях атмосферы, способствуя тем самым его накоплению. Процесс поглощения водорода симбиотными микробами увеличивает концентрацию активных радикалов, ускоряя распад метана на безвредные соединения. По подсчётам, подобный «биологический фильтр» способен ежегодно удалять из атмосферы до 1,6 миллиона тонн водорода — отличная новость, если речь идёт о борьбе с парниковым эффектом!
Условия для эффективной работы «биофильтра»
Однако эффективность «биологического щита» зависит от окружающих условий. Влажная кора, например, во время дождей, приводит к смене метаболизма бактерий: в отсутствии кислорода многие микроорганизмы переключаются на анаэробные процессы и могут начать выделять метан и водород сами. Это напоминает сложный баланс, где микроскопические жители коры способны не только «помогать» атмосфере, но и в отдельных условиях прибавлять ей новых парниковых газов.
Новая роль деревьев в экологии и климате
Открытия последних лет превращают наше представление о роли деревьев в климатической системе. Кора — больше не просто структурная часть дерева, но и масштабный биореактор, где микробы семейства Acidobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Acetobacteraceae и доминирующий Terracidiphilus ежедневно перерабатывают опасные для климата вещества. Эти процессы не только уменьшают выбросы метана и водорода, но и способствуют поддержанию баланса в природных экосистемах.
Таким образом, кора деревьев становится предметом отдельного внимания экологов и биологов: ведь возможно, управление или поддержка специфических сообществ симбиотных бактерий со временем станет новым инструментом снижения темпов глобального потепления. Чистый воздух, стабильный климат и здоровье планеты теперь — вопрос не только листьев, но и микроскопических обитателей древесной коры!
Источник: naked-science.ru
