O echipă internațional de cercetare a analizat distribuția globală a proceselor de simbioză dintre rădăcinile copacilor cu ciuperci și bacterii, vitale pentru ecosistemele forestiere. Studiul a fost prezentat pe coperta prestigioasei reviste Nature.
Unele ciuperci și bacterii trăiesc în asociere strânsă sau simbioză, cu rădăcini de copaci în soluri forestiere pentru a obține beneficii reciproce. Microorganismele ajută copacii să acceseze apa și substanțele nutritive din atmosferă sau din sol, să stocheze carbonul și să reziste efectelor schimbărilor climatice. În schimb, ele primesc carbohidrați, care sunt esențiali pentru dezvoltarea lor și sunt produși de copaci în timpul fotosintezei.
Mai mult de 200 de oameni de știință din mai multe țări au colaborat pentru a mapa distribuția globală a acestor procese și pentru a înțelege rolul lor vital în ecosistemele forestiere. Ei au identificat factori care determină locul unde pot apărea diferite tipuri de simbioze și au estimat impactul schimbărilor climatice asupra relațiilor de simbioză copac-rădăcină și, prin urmare, asupra creșterii pădurilor.
Ei au ajuns la concluzia că majoritatea copacilor ectomicorhizați vor scădea cu până la 10% dacă emisiile de dioxid de carbon vor rămâne neschimbate până în 2070, în special în zonele mai răcoroase ale planetei. Ectomicoriza este o formă de relație simbiotică care se produce între fungii de ciupercă și rădăcinile diferitelor specii de plante.
„Am știut mult timp că simbioza rădăcină-microorganism este cheia pentru a permite anumitor specii de arbori să supraviețuiască în zone în care solul este foarte sărac și substanțele nutritive sunt eliberate încet prin descompunerea materiei organice. Cartografierea ne ajută să înțelegem distribuția acestor relații în întreaga lume și factorii care le determină”, a declarat Simone Aparecida Vieira, cercetător şi profesor la Universitatea Campinas din São Paulo.
În ultimii ani, cercetătorii au construit o bază de date cuprinzând informații de la mai mult de 1,1 milioane de parcele forestiere și au inventariat 28.000 de specii de arbori. Au cercetat copacii reali localizați în peste 70 de țări de pe toate continentele, cu excepția Antarcticii.
Datele privind amplasarea a 31 de milioane de arbori din această bază de date, împreună cu informații despre simbiozele asociate acestora, au fost introduse într-un algoritm de calcul care a estimat impactul climei, chimiei solului, vegetației și topografiei, printre alte variabile, pe prevalența fiecărui tip de simbioză.
Analiza a sugerat că variabilele climatice asociate cu ratele de descompunere organică, cum ar fi temperatura și umiditatea, sunt factorii principali care influențează simbioza, în timp ce bacteriile de fixare ale azotului sunt probabil limitate de temperatura și aciditatea solului.
„Schimbările climatice care apar în emisfera nordică pot înlocui ciupercile ectomicorizale în alte regiuni, ducând la o reducere drastică a densității acestor relații simbiotice sau a pierderii totale”, a spus Vieira.
Efectele schimbărilor climatice
Pentru a evalua vulnerabilitatea nivelurilor de simbioză globală la schimbările climatice, cercetătorii au folosit analiza lor de cartografiere pentru a prezice modul în care simbiozele se pot schimba până în 2070 dacă emisiile de carbon vor continua să nu se reducă.
Proiecțiile au indicat o reducere de 10% a ciupercilor ectomicorhizale și, prin urmare, a numărului de copaci asociaţi cu aceste ciuperci, care corespundeau unui procent de 60% din totalul copacilor.
Cercetătorii avertizează că această pierdere ar putea duce la un nivel mai mare de CO2 în atmosfera, deoarece ciupercile ectomicorhizice au tendinţa de a creşte cantitatea de carbon stocată în sol.
„CO2 limitează fotosinteza și o creștere a carbonului atmosferic ar putea avea un efect de fertilizare. Speciile de plante care cresc mai rapid pot dispune de o mai bună utilizare a acestei creșteri de CO2 din atmosferă decât plantele cu o creștere mai lentă, ceea ce poate conduce la selectarea speciilor. Cu toate acestea, acest lucru rămâne de văzut”, a spus Carlos Joly, cercetător şi profesor.
Cercetătorii investighează, de asemenea, impactul probabil al creşterii nivelului de CO2 atmosferic şi a încălzirii globale asupra dezvoltării plantelor. Plantele trebuie să cheltuiască mai multe resurse pentru a respira într-un climat mai cald, astfel încât fotosinteza se va accelera. Rezultatul net al acestui efect de creștere va fi neclar, potrivit cercetătorilor.
