Для бактерий почва — это труднопроходимая местность, где сухие участки и воздушные пространства представляют собой непреодолимые препятствия. Чтобы передвигаться, им нужна жидкая пленка, в которой можно плавать. Они не требуют многого: слизистый слой, окружающий гифы грибов, — это все, что им нужно для передвижения, и они этим пользуются. Грибковая сеть (мицелий) также обеспечивает бактериям отличную инфраструктуру: сотни метров грибных гиф протягиваются через всего лишь один грамм почвы. «В тонкой жидкой пленке, окружающей гифы, бактерии могут двигаться с гораздо большей скоростью и направлением и преодолевать большее расстояние, чем в почвенной воде без гиф», — говорит Том Бертольд, первый автор исследования и доктор наук в Департаменте окружающей среды UFZ.
Микробиология. «Для бактерий гифы грибов подобны автомагистрали, которая дает им быстрый прямой доступ к источникам пищи».Поскольку на «грибной магистрали» часто бывает много транспорта, бактерии могут вступать в тесный контакт друг с другом, обмениваясь в процессе генетическим материалом. «Это похоже на передачу микробов простуды в забитом поездом», — объясняет микробиолог-эколог доктор Лукас Ю. Вик. «Но в отличие от холода, новые гены обычно являются активом почвенных бактерий. Они позволяют им лучше адаптироваться к различным условиям окружающей среды».
В зависимости от генов, которые они получают в результате горизонтального переноса генов, они могут адаптироваться к новым условиям окружающей среды или получить доступ к источникам пищи, которые они ранее не могли использовать. Например, это может включать загрязняющие вещества толуол или бензол, содержащиеся в масле и бензине, которые для бактерий с правильным генетическим составом не только не вредны, но и на самом деле очень вкусная еда. Таким образом, передача этой способности другим группам бактерий может быть очень выгодной с точки зрения разложения загрязнителей почвы.В своем исследовании ученые UFZ также смогли показать, что между бактериями на грибковой магистрали происходит гораздо больший перенос генов, чем во влажной среде без грибковых гиф.
Используя компьютерные модели, которые вычисляют частоту передачи генов между бактериями на гифах, исследователи пришли к тому же результату. Вик продолжает: «Наше исследование показывает, что гифы грибов не только обеспечивают почвенным бактериям отличную инфраструктуру, но также являются потенциальной горячей точкой для бактериального горизонтального переноса генов. Этот ранее неизвестный аспект взаимодействия грибков и бактерий является важным шагом на пути к пониманию сложных взаимодействий. между почвенными микроорганизмами ».
Таким образом, грибы могут играть очень важную роль в очень сложной почвенной среде обитания: в распространении почвенных бактерий, их генетической адаптации и разнообразии, а в конечном итоге также в их эволюции. «Всего несколько лет назад мы еще не знали об этом», — говорит Вик. «Возможно, что на протяжении истории Земли бактериальное разнообразие резко увеличивалось с развитием грибов, образующих мицелий». Что касается разложения загрязняющих веществ, исследователи UFZ предполагают, что почвы, содержащие много грибов, вероятно, лучше оборудованы, чем почвы с небольшим количеством грибов.
Это связано с тем, что грибковая магистраль позволяет бактериям, разлагающим загрязнители, быстрее добираться до пищи, а с помощью переноса генов они могут даже улучшаться в процессе.