Fakta:
FÖRDJUPNING
Tre symbioser
Det finns en mycket stor mångfald i det symbiotiska samspelat mellan mikroorganismer och träd. Forskarnas kartläggning fokuserade på av tre av de vanligaste typerna av symbioser: arbuskulär mykorrhiza, ektomykorrhiza och kvävefixerande bakterier. Var och en av dessa kategorier rymmer tusentals arter av svampar eller bakterier som bildar unika partnerskap med olika trädslag.
För trettio år sedan ritade David Read kartor för hand där han visade var han trodde att olika symbiotiska svampar skulle finnas, baserat på vilka näringsämnen de tillhandahåller. Svampar som bildar ektomykorrhiza matar träden med kväve direkt från organiskt material – såsom fallna löv – och han antog att de skulle vara framgångsrika i svalare områden där nedbrytningen går långsamt och där det finns rikligt med löv på marken. Arbuskulär mykorrhiza trodde han i stället skulle dominera i troperna, där trädens tillväxt begränsas av tillgången på fosfor i marken. Andra forskare har senare visat att kvävefixerande bakterier verkar växa dåligt i kalla temperaturer.
Att testa Reads idéer lät sig inte göras förrän det hade samlats in data från ett stort antal träd i olika delar av världen. Den informationen blev tillgänglig genom Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), som undersökte skogar, andra trädlandskap och savanner från alla jordens kontinenter (utom Antarktis) och ekosystem.
Forskarlaget matade in databasens uppgifter om växtplats för 31 miljoner träd, samt information om vilka svampar eller bakterier som trädarten oftast lever i symbios med, i en inlärningsalgoritm. Denna algoritm beräknade sedan hur variabler som klimat, markkemi, vegetation och topografi verkar påverka förekomsten av varje symbios. Det de fann var att kvävefixerande bakterier sannolikt är begränsade av låg temperatur och lågt pH i marken, medan de två typerna av mykorrhiza påverkas starkt av sådant som påverkar hur snabbt det organiska materialet bryts ned i miljön – såsom temperatur och fuktighet.
Trots att forskningen stödde Reads hypotes – att arbuskulär mykorrhiza dominerar i varmare skogar och ektomykorrhiza i kallare skogar – var övergångarna längs vegetationsområdena från en typ av symbios till en annan mycket skarpare än väntat, med tanke på de gradvisa förändringarna hos de variabler som påverkar nedbrytning. Detta stöder en annan hypotes, tänkte forskarna: att ektomykorrhiza förändrar närmiljön för att ytterligare minska nedbrytningshastigheten.
Denna återkoppling kan hjälpa till att förklara varför ektomykorrhizans utbredning minskade med tio procent när forskarna simulerade oförändrade koldioxidutsläpp fram till år 2070. När uppvärmningen passerar en viss "klimattröskel" kan det alltså vara så att ektomykorrhizabildande svampar inte längre kan förändra miljön till sin egen fördel.
Kartorna från denna studie kommer att göras fritt tillgängliga, i hopp om att hjälpa andra forskare att inkludera trädsymbionter i arbetet. Forskarna avser att i framtiden utvidga sina studier, för att förstå hur klimatförändringar påverkar andra ekosystem än de skogliga.