Stiksvampe giver nye spor til nitrogens skæbne i opvarmende tundra

Som en langdistance-madleveringsapp uden tilsyneladende motorvej, svampe, der forbinder sig med lavt rodfæstede buske i tundraen, får adgang til dybe lagre af nitrogen, der frigives ved optøning af permafrost. Resultaterne fra forskere fra Northern Arizona University, annonceret i denne uge i Ny fytolog , kunne ændre forskernes forståelse af, hvem der får adgang til næringsstoffer fra permafrost, og hvor.

"Dette passer bare ikke til paradigmet om, hvordan vi synes, at disse planter og deres mykorrhizale partnere arbejder sammen, "sagde hovedforfatter Rebecca Hewitt fra Center for Ecosystem Science and Society (Ecoss) på NAU." Tidligere har vi troede, at kun planter med udvidede rodsystemer kunne få adgang til næringsstoffer nær permafrostens optøningsfront. Men vi så, at alle disse planter brugte dybt nitrogen, om de havde dybe rodsystemer eller ej, tyder på, at mykorrhizale partnere kan give adgang til dybden, koldt permafrostbord. "

Mens forskere racer for bedre at forstå kulstofcyklussen, og hvordan et opvarmende Arktis vil påvirke mængden af ​​drivhusgasser i Jordens atmosfære, denne opdagelse giver spor om, hvor nitrogen og kulstof frigivet fra optøende permafrost vil gå. Hvis det spirende plantesamfund i tundraen kan få adgang til nitrogen, da det frigives fra optøende permafrost, så kan denne svampeforbindelse til tøfronten være med til at opveje CO2 -tab, da mere nitrogen betyder mere plantebiomasse til at trække kulstof ned fra atmosfæren.

For at se, hvilke organismer der sluger nitrogenet fra permafrosten, Hewitt og hendes team, herunder seniorforfatter og Ecoss -professor Michelle Mack, tilføjet et isotopisk sporstof, Kvælstof-15, til jord ved "tøfronten, "eller hvor permafrost møder ufrosset" aktivt lag "jord, med lange nåle. Denne nitrogenisotop er tungere end den mere almindelige Nitrogen-14, og, som madfarve faldet i en blomstervase, giver forskere mulighed for at se præcis, hvor det går. Holdet ventede 24 timer og høstede derefter planterne og stikprøver af svampe fra buskrodspidser og dybe aktive lagjord. Når de sekventerede svampe -DNA og RNA, de kunne se, hvilke svampe der havde hjulpet planter med at optage det tunge nitrogen fra permafrostbordet. Begge lavvandede ericoid mykorrhizale buske ectomycorrhizal-støttede buske havde modtaget nitrogeninfusioner fra deres svampepartnere.

Zoomer ud, denne undersøgelse kan have konsekvenser for forskere og computermodeller, der forudsiger, hvor nitrogen og kulstof går på både regionalt og globalt niveau. Hewitt sagde, at til dato, modeller, der tegner sig for kvælstofudslip fra permafrost, behandler det ikke så meget som en faktor i økosystemskala. Men hvis alle planter kan trykke på denne kilde, det kunne ændre sig.

"Det faktum, at dybt nitrogen kan suges op og tilbageholdes i plantebiomasse, eller muligvis i svampebiomasse, betyder, at der er mindre nitrogen, der skal fejes ud i floder eller som lattergas, "Sagde Hewitt.

For Hewitt, det næste trin er at lære mere om, hvorvidt disse rod-associerede svampe holder noget nitrogen for sig selv, og hvorfor.

"Hvor meget af dette nitrogen bliver spærret inde i svampe? Vi er nødt til at lære dette at forstå, hvor meget af den nitrogenpulje, der er tilgængelig for at befrugte planter i fremtiden."