研究人員發現野火會導致真菌和細菌數量激增,改變微生物群落

2021-01-18 前瞻網
研究人員發現野火會導致真菌和細菌數量激增，改變微生物群落
 Emma Chou • 2019-01-17 16:54:23　來源：前瞻網　E344G0

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隨著野火變得越來越大，燃得越來越旺，也更難以預測，對植物和動物物種帶來毀滅性打擊。現在，研究人員正在研究這些野火如何影響最微小的森林生物 - 包括細菌和真菌 - 並發現一些微生物在兇猛的野火之後茁壯成長。

上周在預印本伺服器bioRxiv上發布的一項研究報告稱，加拿大西北地區和阿爾伯塔省的北方森林遭受嚴重野火之後，幾種細菌和真菌的種群數量增加。這些類型的研究，以及其他關於煙霧等火災特徵如何影響微生物分布的研究，使研究人員更清楚地了解了野火如何改變微生物群落。這可以幫助他們預測災後生態系統將如何恢復。

「火災通常不會破壞微生物群落 - 它們會改變其組成。」東蘭辛密西根州立大學生態系統生態學家傑西卡·米塞爾說。一些細菌和真菌與植物有共生關係，這通常決定了一個地區的植被可以獲得哪些營養成分。如果火災破壞某些微生物群落，那麼依賴它們的植物可能無法在該生態系統中重新恢復。

研究人員調查了野火對加拿大兩個省北方森林中細菌和真菌群落的影響。 2014年，該團隊收集了62個地點的土壤樣本，大約一年後，其中50個已經被火燒毀。他們發現，比之發生野火前，尤其是在燃燒強度較高的地方，馬賽菌屬(Massilia)和節桿菌屬(Arthrobacter)中的幾種細菌物種以及青黴菌屬和黑星胞屬中的一些真菌更加豐富。

研究報告的共同作者，威斯康星大學麥迪遜分校的土壤生態學家西亞·惠特曼說：「我們開始解析應對火災的生態驅動因素。」

微生物有助於通過分解有機物質和為植物吸收養分來維持生態系統健康。一些類型的細菌分解氮和碳，一些真菌物種生活在植物的根部，幫助它們的宿主從周圍的土壤中吸收養分和水分。

惠特曼懷疑細菌或真菌能夠迅速繁殖，利用可利用的營養物質並在高溫下生存，這有助於它在野火之後取得成功。一些微生物更適合於分解因火災而發生化學變化的有機物質，而其他微生物可能利用新開闢的生態位。

微生物利用火災來開拓新領地的一種方式是搭上煙塵微粒的順風車。在去年11月發表的一項研究中，莫斯科愛達荷大學(University of Idaho)的火災生態學家萊達·科布齊亞(Leda Kobziar)和她的團隊收集了佛羅裡達州三處燒傷的煙霧樣本，以及從愛達荷州森林採集植被並在實驗室中燒毀植物的測試。研究人員發現，煙霧中的微生物與周圍空氣中的微生物不同。

Kobziar說，微生物肯定會被野火煙霧所吸引。在某些情況下，她懷疑，羽狀物中捕獲的營養固定細菌可能有助於刺激遙遠地區的植物生長。

但是，如果植物病原體的孢子 - 例如導致突然橡樹死亡的疫黴菌種(Phytophthora ramorum) - 被捲入大火併被運送到有健康樹木的地區，這種傳播方式可能是有害的。 Kobziar說，消防員和其他應急人員也可能吸入有潛在危害的微生物和過敏原。

在關於野火影響的討論中，微生物經常被忽視。但火災過後，這些微小的生物定義了周圍的景觀。Miesel說:「土壤環境的一系列變化會對不同種類的微生物有利或不利。」當整個生態系統化為灰燼時，微生物決定了恢復的第一步。

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