Полученные данные показывают, что эти похожие на почву субстраты могут позволить исследователям наблюдать сложные взаимодействия мириад микроскопических существ, обитающих в почве. Эта способность имеет решающее значение, чтобы помочь нам лучше понять роль почвы и почвенных микробов в здоровых экосистемах.
В почве живут миллионы микроскопических организмов, таких как грибы и бактерии. Они необходимы для здоровых экосистем, поскольку поддерживают рост растений, а также улавливают и накапливают углерод из атмосферы.
Но изучение этих процессов в реальной почве может оказаться сложной задачей.
«Чтобы продвинуть изучение почвенных процессов, мы использовали прозрачные заменители почвы, которые позволили нам использовать микроскопы и другие экспериментальные методы, чтобы увидеть и измерить активность почвенных бактерий и определить, как эта активность зависит от грибов», – говорит ведущий автор Крити Шарма. который закончил учебу в качестве докторанта в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл, США, а сейчас является докторантом в Калифорнийском технологическом институте, Пасадена, США.
В экспериментах Шарма и его сотрудники из Вены, Австрия, успешно вырастили почвенные бактерии и грибы в двух прозрачных заменителях почвы. Один был синтетическим веществом под названием нафион, а другой – кристаллом природного происхождения под названием криолит.
Они также продемонстрировали, что можно наблюдать за живыми микробами в этих заменителях с помощью микроскопа и измерять общую метаболическую активность организмов и поглощение углерода с помощью метода, называемого рамановской микроскопией.
Затем они использовали заменители почвы, чтобы изучить, что происходит с бактериями, когда почва снова становится влажной. Эксперименты показали, что хотя многие почвенные бактерии умирают или становятся неактивными при высыхании почвы, бактерии, живущие рядом с мертвыми грибами, остаются активными и используют грибы в качестве источника углерода. «Таким образом, грибы способствуют активности почвенных бактерий в изменяющихся условиях окружающей среды», – говорит Шарма.
«Прозрачные почвенные системы, о которых говорится в исследовании, вероятно, будут использоваться многими другими исследователями, изучающими экологию почвы», – добавляет старший автор Элизабет Шэнк, доцент программы по системной биологии и кафедры микробиологии и физиологических систем Медицинской школы Массачусетского университета.
Вустер, Массачусетс, США.
«Например, их можно использовать для изучения того, как взаимодействие между бактериями, грибами и другими микроскопическими существами, живущими в почве, помогает поддерживать рост сельскохозяйственных культур», – говорит она. "Или чтобы лучше понять, как углерод сохраняется и высвобождается из почвы, что может иметь решающее значение для борьбы с изменением климата. В целом, эти прозрачные заменители почвы являются мощными инструментами, которые помогут нам ответить на многие нерешенные вопросы микробной экологии почвы."