W drzewach aż roi się od bakterii

Zdjęcie: Drzewo


W niedawnych badaniach naukowcy ustalili, iż w drewnie drzew żyje prężna społeczność różnorodnych mikroorganizmów. W jednym drzewie może bytować choćby około biliona bakterii. Jednak to, co zamieszkuje w drzewach, pozostaje w dużej mierze niezbadane.


Naukowcy do tej pory nie poświęcili mikroflorze drzew zbyt wiele uwagi, choć drzewa są największym na Ziemi rezerwuarem biomasy i magazynują ponad 300 gigaton węgla. Lukę tę zaczęli wypełniać naukowcy z Yale University. Ich badania, które ukazały się na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-025-09316-0) wykazały, iż drewno jest siedliskiem bioróżnorodności i potencjalnie kluczowym czynnikiem wpływającym na zdrowie drzew i funkcjonowanie ekosystemów leśnych. Już pojedyncze drzewo jest żywicielem około biliona bakterii, co wpływa na gospodarza.


Mikroorganizmy z bieli i z twardzieli


Nowe badania pozwolą na lepsze zrozumienie fizjologii drzew i ekologii lasu, co może pomóc w prognozowaniu reakcji lasów na zmiany klimatu i w adaptacji do nich. – Zrozumienie tych wewnętrznych ekosystemów daje nam wgląd w szersze funkcje biogeochemiczne drzew i ich wpływ na obieg węgla oraz procesy wymiany składników odżywczych w lasach w sposób, którego wcześniej nie braliśmy pod uwagę – powiedział Jonathan Gewirtzman z Yale School of the Environment.


W swoich pracach naukowcy skoncentrowali się głównie na odsłoniętych powierzchniach drzew – korze, liściach i odsłoniętych korzeniach. Przebadali 150 żywych drzew należących do 16 gatunków z północno-wschodniej części Stanów Zjednoczonych. Zespół naukowców spędził ponad rok na zamrażaniu, rozbijaniu, mieleniu i ubijaniu próbek drewna, aby opracować metodę, która mogłaby dostarczyć wysokiej jakości DNA niezbędnego do odkrycia mikrobiomów w pniach drzew. Ale w końcu się udało.


Dzięki temu uczeni odkryli prężną społeczność różnorodnych mikroorganizmów, które podzielili na dwie grupy. Te, które zasiedlają biel, czyli drewno bielaste oraz te, które bytują w twardzieli, czyli drewnie twardzielowym. Biel to część w pniu drzewa, która przewodzi wodę oraz sole mineralne i gromadzi zapasy. Zlokalizowana jest w zewnętrznych częściach pnia. Twardziel z kolei to część w pniu, która utraciła zdolność transportu wody i spełnia głównie funkcje mechaniczne, podtrzymując drzewo.


Biel i twardziel różnią się budową i funkcją i zasiedlane są przez różne mikroorganizmy. W drewnie twardzielowym dominują wyspecjalizowane archeony i bakterie beztlenowe, które napędzają istotne procesy biogeochemiczne. W drewnie bielastym żyją głównie mikroorganizmy tlenowe, wiążące azot. Mikroorganizmy te aktywnie wytwarzają gazy i biorą udział w obiegu składników odżywczych.


Niezbadany rezerwuar bioróżnorodności


– Jedną z rzeczy, które najbardziej mnie zainteresowały, było to, jak te mikrobiomy różniły się u różnych gatunków – powiedział Wyatt Arnold. – Na przykład klony cukrowe były siedliskiem zupełnie innej społeczności niż ta występująca w sosnach. Myślę, iż to potwierdza tezę, iż te społeczności mikrobiologiczne nie tylko są kształtowane przez unikalne warunki panujące w różnych gatunkach drzew, ale iż mogły one choćby „współewoluować” z drzewami w miarę upływu czasu – dodał.


Dalsze badania nad mikrobiomami drzew w różnych regionach świata i strefach klimatycznych mogą doprowadzić do lepszego zrozumienia czynników wpływających na różnorodność i funkcjonowanie mikroorganizmów. – Istnieje ogromny, niezbadany rezerwuar bioróżnorodności. To niezliczone gatunki mikroorganizmów żyjące w drzewach na całym świecie, których nigdy nie udokumentowaliśmy. Musimy skatalogować i zrozumieć te społeczności, zanim zmiany klimatu potencjalnie je zmienią. Niektóre z tych mikroorganizmów mogą posiadać najważniejsze elementy wspomagające wzrost drzew, zapewniające odporność na choroby lub wytwarzające użyteczne związki, których jeszcze nie odkryliśmy – wyjaśnił Gewirtzman.


Źródło: Yale University, fot. Jonathan Gewirtzman