به گزارش زیستنا به نقل از University of Turku، میکروب‌های خاک به دلیل آنکه می‌توانند مانع رشد گیاه یا تسهیل آن شوند، می‌توانند تأثیر بسیاری بر گسترش گونه‌های مهاجم مضر داشته باشند. پژوهشگران بخش زیست‌شناسی دانشگاه تورکو (University of Turku) در فنلاند نقش میکروبیوتای خاک را در موفقیت گیاه ترمس یا لوپن باغی (garden lupine) بررسی کردند. این گیاه گونه‌ای مهاجم در طبیعت فنلاند است.
لوپینوس پلی‌فیلوس (Lupinus polyphyllus) که معمولاً به‌عنوان ترمس یا لوپن باغی شناخته می‌شود، گیاهی چندساله بومی آمریکای شمالی است. این گیاه به‌عنوان گیاهی زینتی به اروپا آورده شد، اما از باغ‌ها فرار کرد و اکنون در بسیاری از کشورها از جمله فنلاند، به‌عنوان گونه‌ای مهاجم محسوب می‌شود. آنچه ترمس باغی را جالب و گونه مهاجم موفقی می‌کند، باکتری‌های گره‌های ریشه‌ای (Root Nodule) هستند که نیتروژن جو را برای گیاه قابل‌استفاده می‌کنند. نیتروژن برای رشد و تولید ترکیبات فیتوشیمیایی علیه گیاهخواران لازم است.
میکروبیوتا به میکروارگانیسم‌ها از جمله باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها گفته می‌شود که در محیطی خاص یافت می‌شوند.
زیستنا
دکتر ساتو رامولا (Satu Ramula) از گروه زیست‌شناسی دانشگاه تورکو در فنلاند توضیح می‌دهد: «این همزیستی با باکتری‌ها به‌ویژه در محیط‌های فقیر از مواد مغذی مانند زمین‌های شنی کنار جاده‌ها، جایی که این گیاه اغلب به فراوانی رشد می‌کند، برای گیاه ترمس باغی مفید است. این موضوع تا حدودی توضیح می‌دهد که چرا ترمس باغی توانسته است تا این میزان فضای زیادی را در مناطق فقیر از مواد مغذی به خود اختصاص دهد، جایی که می‌تواند از رقبای محلی خود که چنین ارتباط همزیستی با باکتری‌ها ندارند پیشی بگیرد.»
میکروبیوتای خاک می‌تواند بر بوی گیاه نیز تأثیرگذار باشد
محققان ترمس باغی منشأ گرفته از جمعیت‌های آمریکای شمالی و فنلاند را در خاک‌های فقیر از مواد مغذی حاوی میکروب‌های خاک از جمعیت‌های ترمس محلی کاشتند یا در خاکی کاشتند که میزان میکروب‌های آن کاهش یافته بود.
پژوهشگران کشف کردند که ترمس باغی بدون در نظر گرفتن کشور مبدأ، از میکروب‌های خاک سود می‌برند. گیاهان نسبت به گیاهان گروه کنترل که میکروب‌های خاک کمتری در محیط خود داشتند، بیشتر رشد کردند.
آینو کالسکه (Aino Kalske) پژوهشگر پسادکتری می‌گوید: «میکروب‌های خاک علاوه بر رشد، با تغییر ترکیبات آلی فرار منتشر شده از برگ‌ها، بر بوی هر یک از گیاهان تأثیر می‌گذارند. به‌ویژه گیاهانی که در محیط حاوی میکروب‌های طبیعی خاک رشد کرده‌اند، مواد فراری تولید کردند که مطالعات پیشین ثابت کرده‌اند به‌عنوان مانع حلزون‌ها عمل می‌کنند.»
پژوهشگران به‌منظور بررسی اینکه گیاه در برابر گیاهخواران چگونه از خود دفاع می‌کند، برگ‌های گیاهان را در اختیار حلزون‌ها، دشمن طبیعی ترمس باغی، قرار دادند. این آزمایش در محیطی آزمایشگاهی انجام شد و نتایج تعجب‌برانگیزی به دست داد. دفاع گیاهان در برابر گیاهخواران به میکروب‌های خاک در محیط رشد بستگی دارد.
کالسکه توضیح می‌دهد: « هنگامی که ترمس‌های باغی فنلاندی و آنهایی که از جمعیت‌های آمریکای شمالی منشأ می‌گیرند هر دو با میکروب‌های طبیعی خاک رشد داده شدند، حلزون‌های بیشه‌زار (Copse Snails) کمتر از ترمس‌های باغی فنلاندی خوردند. ما در گیاهانی که با کاهش میکروبیوتای خاک رشد کرده بودند، هیچ تفاوتی در مصرف برگ بین جمعیت‌های با منشأ مختلف مشاهده نکردیم.»
نتایج نشان می‌دهد که میکروبیوتای خاک نسبت به آنچه پیش‌ازاین تصور می‌شد تأثیر بیشتری بر گیاهان و نیز بر موجودات وابسته به آن‌ها دارد. میکروب‌ها نه‌تنها در رشد گیاهان، بلکه در دفاع از آن‌ها در برابر گیاهخواران نیز نقش دارند. میکروبیوتای خاک بسیار فراوان است و تنها یک قاشق چای‌خوری خاک می‌تواند میلیون‌ها میکروب در خود داشته باشد. بااین‌حال، ترکیب میکروبیوتا با توجه به فلور محلی و نوع خاک متفاوت است.
پژوهشگران در حال حاضر در حال بررسی این موضوع هستند که آیا موفقیت تهاجم ترمس باغی با میکروب‌های خاک در طبیعت مرتبط است یا خیر. یافته‌های اخیر در مقاله‌ای در Journal of Ecology منتشر شده است.
منبع: University of Turku
Journal Reference:
Kalske, Aino, James D. Blande, and Satu Ramula. “Soil Microbiota Explain Differences in Herbivore Resistance between Native and Invasive Populations of a Perennial Herb.” Journal of Ecology ۱۱۰, no. 11 (2022): 2649–۶۰. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13975.