Lernen Sie die Waldmikroben kennen, die Megabrände überleben können

Neue Forschungsergebnisse von UC Riverside zeigen, dass Pilze und Bakterien, die in der Lage sind, Megabrände im Redwood-Tanoak-Wald zu überleben, mikrobielle „Cousins“ sind, die sich häufig vermehren, nachdem sie die Flammen gespürt haben.

Brände von beispielloser Größe und Intensität, sogenannte Megafires, werden immer häufiger. Im Westen verursacht der Klimawandel steigende Temperaturen und eine frühere Schneeschmelze, was die Trockenzeit verlängert, wenn die Wälder am anfälligsten für Brände sind.

Obwohl einige Ökosysteme an weniger intensive Brände angepasst sind, ist wenig darüber bekannt, wie Pflanzen oder die damit verbundenen Bodenmikrobiome auf Megabrände reagieren, insbesondere in Kaliforniens charismatischen Redwood-Tanoak-Wäldern.

„Es ist unwahrscheinlich, dass sich Pflanzen von Megabränden ohne nützliche Pilze erholen können, die die Wurzeln mit Nährstoffen versorgen, oder ohne Bakterien, die zusätzlichen Kohlenstoff und Stickstoff im Boden nach dem Brand umwandeln“, sagte Sydney Glassman, UCR-Mykologe und Hauptautor der Studie. „Das Verständnis der Mikroben ist der Schlüssel zu allen Wiederherstellungsbemühungen.“

Das UCR-Team trägt mit einem Artikel in der Zeitschrift zu diesem Verständnis bei Molekulare Ökologie.

Neben der Untersuchung der Auswirkungen von Megabränden auf Redwood-Tanoak-Waldmikroben ist die Studie aus einem anderen Grund ungewöhnlich. Sowohl vor als auch unmittelbar nach dem Brand von Soberanes im Jahr 2016 in Monterey County wurden Bodenproben von denselben Grundstücken entnommen.

„Um diese Art von Daten zu erhalten, müsste ein Forscher das Grundstück fast selbst verbrennen. Es ist so schwierig, genau vorherzusagen, wo es zu einem Brand kommen wird“, sagte Glassman.

Das Team war nicht überrascht, als es feststellte, dass das Feuer in Soberanes massive Auswirkungen auf die Bakterien- und Pilzgemeinschaften hatte, wobei die Anzahl der Mikrobenarten um bis zu 70 % zurückging. Sie waren überrascht, dass einige Hefen und Bakterien das Feuer nicht nur überlebten, sondern sich vermehrten.

Zu den vermehrten Bakterien gehörten Actinobakterien, die dafür verantwortlich sind Portion Pflanzenmaterial zersetzt. Das Team fand auch eine Zunahme von Firmicutes, bekannt zur Förderung des Pflanzenwachstums, zur Bekämpfung von Pflanzenpathogenen und zur Sanierung von Schwermetallen im Boden.

In der Pilzkategorie fand das Team eine massive Zunahme der hitzeresistenten Basidioascus-Hefe, die dazu in der Lage ist degradieren verschiedene Bestandteile im Holz, darunter Lignin, der zähe Teil pflanzlicher Zellwände, der ihnen Struktur verleiht und sie vor Insektenbefall schützt.

Einige der Mikroben haben möglicherweise neuartige Strategien angewandt, um ihre Zahl in den von Brandnarben gezeichneten Böden zu erhöhen. „Penicillium nutzt wahrscheinlich Nahrung aus, die aus Nekromasse oder ‚toten Körpern‘ freigesetzt wird, und einige Arten können möglicherweise auch Holzkohle essen“, sagte Glassman.

Die vielleicht wichtigste Entdeckung des Teams ist, dass Pilze und Bakterien – sowohl diejenigen, die das Megafeuer überlebt haben, als auch diejenigen, die es nicht überlebt haben – genetisch miteinander verwandt zu sein scheinen.

„Sie haben gemeinsame adaptive Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, auf Feuer zu reagieren, und dies verbessert unsere Fähigkeit vorherzusagen, welche Mikroben positiv oder negativ auf Ereignisse wie diese reagieren werden“, sagte Glassman.

Im Allgemeinen ist wenig über Pilze und das volle Ausmaß ihrer Auswirkungen auf die Umwelt bekannt. Es ist unbedingt erforderlich, dass Studien wie diese weiterhin zeigen, wie sie der Umwelt helfen können, sich von Bränden zu erholen.

„Einer der Gründe, warum Pilze so wenig verstanden werden, ist, dass es so wenige Mykologen gibt, die sie studieren“, sagte Glassman. „Aber sie haben wirklich wichtige Auswirkungen, insbesondere nach Großbränden, die sowohl hier als auch auf der ganzen Welt nur an Häufigkeit und Schwere zunehmen.“