2014
Направление:
"Экология организмов и сообществ"
Впервые проанализированы данные о соотношении стабильных изотопов углерода и азота в дереворазрушающих грибах и древесных субстратах в лесных экосистемах Западной Сибири. Показано, что соотношение изотопов углерода характеризует интенсивность микогенной деструкции древесных остатков, а азота − трофические связи грибов. Выявлен закрытый характер азотного обмена в системе “древесина – гриб”, препятствующий выносу этого элемента из лесных экосистем. Полученные данные могут быть использованы для мониторинга эмиссии парниковых газов в лесных экосистемах Северной Евразии
Соотношение стабильных изотопов углерода в древесных субстратах, разрушаемых грибами, не зависит от видовой принадлежности грибов-деструкторов и их физиологического типа, но обнаруживает связь со степенью минерализации древесины (утяжеляется) и климатом (облегчается в термодефицитных и влагоизбыточных условиях). Широтные различия в изотопном составе углерода древесных субстратов положительно связаны со скоростью биологического разложения и, соответственно, d15С может быть индикатором интенсивности данных процессов. Таким образом, при микогенном разложении древесного дебриса происходит не только окислительная конверсия органического углерода в СО2, но и фракционирование его стабильных изотопов: тяжелый изотоп поступает в почвенный пул, а легкий − в атмосферный. Соотношение стабильных изотопов азота в древесных субстратах не связано со степенью их разложения. Изотопный состав углерода в грибах существенно утяжеляется (трофический сдвиг в среднем составляет 3.5‰), тогда как изотопный состав азота практически не изменяется (рис.). Идентичность изотопного состава азота древесных субстратов и дереворазрушающих грибов указывает на закрытый характер их азотного обмена, основывающегося на удержании и многократном использовании азота, а также на древесину как основной его источник. Отсюда следует два важных вывода. Во-первых, грибы полностью копируют изотопную подпись древесных субстратов и d15N можно использовать в качестве метки для изучения трофических связей данных организмов. Во-вторых, дереворазрушающие грибы в силу закрытого характера их азотного обмена являются «биогеохимическими ловушками» азота, препятствующими выносу данного элемента из лесных экосистем.
Рисунок - Кривые распределения d13С (I) и d15N (II) в древесных субстратах (квадраты) и плодовых телах (треугольники) грибов. Стрелка указывает направление трофического сдвига