Знание предпочтений этих обширных микробиомов может помочь в разработке планов лесовосстановления
Водно-болотные угодья являются основным источником метана, который способствует потеплению климата. Микробы, живущие в коре деревьев, потребляют этот газ, что дает им важное преимущество.
Известно, что деревья в процессе роста улавливают углекислый газ. Но они также поглощают другие газы, которые влияют на изменение климата, благодаря микробам, живущим в их коре.
Микробы коры деревьев питаются водородом, метаном и монооксидом углерода, сообщают исследователи в журнале Science от 8 января. За 100-летний период метан стал в 28 раз более мощным парниковым газом, чем углекислый газ. Монооксид углерода, который смертелен для человека, и водород косвенно способствуют глобальному потеплению, помогая метану дольше сохраняться в атмосфере.
Избавление от этих газов “является скрытым преимуществом деревьев, о котором мы раньше не подозревали”, — говорит Люк Джеффри, биогеохимик из Университета Южного Креста в Лисморе, Австралия.
По оценкам Джеффри и его коллег, во всем мире существует около 41 миллиона квадратных километров древесной коры — примерно столько же, сколько общая площадь Северной и Южной Америки, и на каждом квадратном метре коры деревьев обитает около шести триллионов микробов.
Этот недавно обнаруженный микробиом коры был “спрятан у всех на виду”, — говорит Джонатан Гевирцман, лесной эколог из Йельского университета, который не принимал участия в проекте. Это “подчеркивает, что мы так мало знаем об окружающей среде”.
Эти открытия о скрытом биоме древесной коры являются результатом многолетних исследований источников метана, который является причиной примерно 30% антропогенного потепления. Этот газ образуется из-за недостатка кислорода микробами, живущими в заболоченных отложениях озер и водно-болотных угодий.
Кора деревьев населена микробами, которые потребляют несколько важных климатических газов, включая метан, водород и окись углерода. Доктор Люк Джеффри
Когда ученые измерили уровень метана, просачивающегося из затопленных низменностей Амазонки, его количество составило лишь около половины того, что должно было быть, исходя из измерений из космоса. Затем, в 2017 году, другая группа ученых выяснила, что только половина метана в регионе поступает из-под земли. Другая половина, составляющая 15-20 миллионов метрических тонн в год, просачивается из стволов деревьев Амазонии.
Люди думали, что деревья действуют как пассивные дымоходы, выделяя из почвы метан, который поступает через их корни. Но в 2021 году Джеффри и его коллеги обнаружили странную особенность.
Работая с широколиственными деревьями с бумажной корой (Melaleuca quinquenervia) в Австралии, команда обнаружила, что количество метана, выходящего из коры деревьев, примерно на 35 процентов меньше, чем поступающего снизу. Они пришли к выводу, что микробы в коре поедали ее, окисляя для получения энергии, по мере того, как она просачивалась наружу.
“Эти микробы могут оказать действительно огромную экосистемную услугу”, — говорит Пок Ман Леунг, экофизиолог из Университета Монаша в Клейтоне, Австралия, — «удаляя основной парниковый газ». Он и Крис Грининг, микробиолог из Монаша, помогли идентифицировать микробы, живущие в коре этих деревьев.
В последнем исследовании Джеффри, Люнг, Грининг и их коллеги проанализировали коллективные геномы тысяч видов микробов, обитающих на деревьях с бумажной корой и семи других распространенных видах деревьев в Австралии. Исследователи обнаружили, что микробы, которые окисляют газообразный водород для получения энергии, встречаются даже чаще, чем пожиратели метана. Микробы, которые окисляют монооксид углерода, также встречаются в изобилии.
Эксперименты на живых деревьях показали, что микробы, обитающие в коре, не просто поглощают эти газы, когда они распространяются по деревьям; они также всасывают метан, водород и окись углерода из окружающего воздуха. Эти газы присутствуют в атмосфере лишь в ничтожных количествах — от 2 частей на миллион до 40 частей на миллиард. Но размножившиеся по всему миру древесные микробы потребляют их в огромном количестве – по оценкам, только от 25 до 50 миллионов тонн метана, согласно исследованию, проведенному в 2024 году.
По словам Люнга, удаляя эти другие климатические газы, микробы из коры деревьев усиливают и без того значительные преимущества, которые деревья получают, поглощая CO2.
Восстановление лесов остается важной стратегией борьбы с изменением климата, и эти новые знания могут сделать ее более эффективной. У восьми видов деревьев, исследованных в этом исследовании, в коре были разные сочетания микробов, которые потребляли разное количество токсичных газов. Это открытие может помочь ученым выбрать виды деревьев, наиболее подходящие для борьбы с резким изменением климата.
“Вы думаете не только о дереве, которое сажаете, но и о микробах внутри дерева”, — говорит Грининг. “В идеале вы можете избавиться от трех или четырех климатически активных газов по цене одного”.