Однако мало исследований было посвящено столь узкоспециализированным патогенам в естественных растительных сообществах. Считается, что в разнообразных растительных сообществах патогены поддерживают разнообразие, убивая обычные виды, освобождая место для редких. Но что происходит с разнообразием, если, как в сельском хозяйстве, патогены вредят некоторым растениям внутри вида, но не всем??
Исследовательская группа под руководством Йельского университета обнаружила, что саженцы деревьев росли менее эффективно в почве, расположенной ниже их материнского дерева, чем в почве, найденной под другим человеком того же вида.
После исключения других потенциальных драйверов они пришли к выводу, что различия в росте, скорее всего, были вызваны микробными патогенами, которые специализируются на уровне генотипа. Теоретические модели показали, что такие узкоспециализированные патогены могут способствовать поддержанию разнообразия в сообществах деревьев и способствовать увеличению распространения семян в эволюционных временных масштабах.
«Мы часто думаем о патогенных микроорганизмах как о вредителях», – сказала Дженалле Эк, научный сотрудник Цюрихского университета и бывший докторант Йельской школы лесоводства и экологических исследований (F&ES), «но мы обнаруживаем, что они играют ключевая роль в очень разнообразной экосистеме."
Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. Старшим автором статьи была Лиза Комита, доцент кафедры экологии тропических лесов в F&ES.
Для исследования Экк провел эксперимент в тенистом домике, высадив в горшок более 200 саженцев тропического дерева Virola surinamensis, выращенного из семян, собранных в разнообразных тропических лесах в Панаме. Почву для горшков брали либо с материнского дерева саженцев, либо с других деревьев того же вида.
Исследователи показали, что разница в производительности между сеянцами, растущими в «материнской» и «не материнской» почве, не была результатом различий в питательных веществах почвы или полезных симбиотических отношений с грибами, благодаря лабораторным исследованиям, проведенным в Йельском университете Камиллой Делаво. 16 млн.E.Sc., в настоящее время учится в докторантуре Канзасского университета.
Используя модели компьютерного моделирования, разработанные Саймоном Стампом, научным сотрудником F&ES, команда затем обнаружила, что эти патогены могут способствовать сосуществованию видов и могут привести к увеличению рассеивания семян, что создает ландшафты, позволяющие патогенам более эффективно способствовать разнообразию.
«Эти результаты предполагают, что узкоспециализированные патогены потенциально являются важным, но в значительной степени упускаемым из виду движущим фактором роста популяции растений и динамики сообществ», – сказал Комита. "Наши результаты подчеркивают важность сохранения как видов, так и генетического разнообразия тропических лесов."