Дубовые деревья и микробы координируют поиск питательных веществ при повышенном уровне CO₂

Исследователи проводят эксперименты в рамках проекта BIFoR FACE, организованного Университетом Бирмингема. Автор: University of Birmingham, 2020

Дубовые деревья изменяют структуру своих корней и «активируют» почвенные микробы, снабжая их смесью органических соединений, чтобы компенсировать нехватку питательных веществ при повышенном уровне углекислого газа. Таковы результаты исследования, проведенного в уникальной лаборатории Free Air CO₂ Enrichment (BIFoR-FACE) при Университете Бирмингема.

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые обнаружили, что деревья в условиях высокой концентрации CO₂ используют комбинацию стратегий — «сделай сам» и «аутсорсинг» — для обмена углерода на питательные вещества в почве.

Специальные прозрачные корневые камеры, установленные в лесу, позволили исследователям наблюдать за почвой и корнями 180-летних дубов, растущих в условиях, соответствующих атмосфере середины XXI века (содержание CO₂ на треть выше нынешнего).

После пяти лет эксперимента выяснилось, что дубы увеличили разветвленность тонких корней на 73% («стратегия DIY»), а также усилили взаимодействие с микробами («аутсорсинг»). В частности, выделение органических соединений весной и осенью выросло на 63%, что стимулирует микробов высвобождать питательные вещества из почвы. Осенью также на 17% увеличилось количество симбиотических грибов.

«Корни не просто поглощают воду и питательные вещества — они демонстрируют сложную динамику, включая специализированные взаимодействия с почвенными микроорганизмами», — пояснила ведущий автор исследования доктор Майкла Рей из Бристольского университета.

Профессор Сами Уллах, соавтор работы, отметил, что эти данные важны для климатических инициатив, таких как Парижское соглашение и программы достижения углеродной нейтральности к 2050 году. Однако остается вопрос: смогут ли деревья поддерживать такой уровень потребления питательных веществ в долгосрочной перспективе?

Исследования в BIFoR-FACE продолжаются, чтобы выяснить, насколько устойчивы выявленные стратегии.

Подробнее: Reay, Michaela K. et al, Elevated CO₂ alters relative belowground carbon investment for nutrient acquisition in a mature temperate forest, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2503595122