Skryté spojenectví pod mořem: Mikrobi rozhodují o přežití mořských trav v oteplujících se oceánech

Mořské trávy, klíčové pro podmořské ekosystémy, nefungují samy. Pod jejich listy, v sedimentech, se skrývá komplexní ekosystém mikrobů – bakterií, hub a dalších mikroskopických organismů, které s rostlinou vzájemně interagují.

Mořské trávy, klíčové pro podmořské ekosystémy, nefungují samy. Pod jejich listy, v sedimentech, se skrývá komplexní ekosystém mikrobů – bakterií, hub a dalších mikroskopických organismů, které s rostlinou vzájemně interagují. Podobně jako suchozemské rostliny závisejí na půdních mikroorganismech, mořské trávy spoléhají na mikrobiální společenství v sedimentu kolem svých kořenů. Tyto mikroby plní mnoho důležitých úkolů: některé dodávají rostlinám potřebné živiny pro růst, jiné rozkládají organickou hmotu nebo detoxikují škodlivé sloučeniny v sedimentu.

Tento vztah lze přirovnat k symbióze mezi korály a mikroskopickými řasami žijícími uvnitř nich. Zatímco korály získávají energii z řas, mořské trávy potřebují mikroby k udržení zdravého prostředí kolem svých kořenů. Ne všechny mikroby jsou však prospěšné. Některé produkují sulfid, sloučeninu, která se při nahromadění v sedimentech může stát pro kořeny mořských trav toxickou. Vědci nyní zjišťují, že to, zda mikrobiální společenství rostlině pomáhají, nebo ji poškozují, silně závisí na environmentálních podmínkách, včetně zvyšování teplot oceánů v důsledku klimatických změn.

Aby lépe porozuměli, jak oteplování oceánů ovlivňuje vztah mezi mořskými trávami a mikroby v sedimentu za realistických budoucích podmínek, navrhli vědci terénní experiment v zátoce Myuna v Austrálii. Shromáždili rostliny mořských trav a sedimenty z teplejších i „normálních“ teplotních lokalit v jezeře Macquarie. Některé rostliny byly pěstovány v sedimentech s neporušenými mikrobiálními společenstvími. V jiných případech byly sedimenty zahřáty na 121 °C, aby se narušila mikrobiální populace, což snížilo celkovou bakteriální hojnost o více než 95 %. To umožnilo testovat, jak se rostlinám daří s intaktními oproti narušeným mikrobiálním společenstvím. Rostliny byly poté umístěny do květináčů s těmito různými sedimenty a vystaveny teplejším podmínkám v zátoce Myuna, podobným těm, které se očekávají v budoucnu. Po jednom měsíci vědci sledovali reakce rostlin, měřili jejich přežití, produkci výhonků a změny biomasy. Současně analyzovali bakteriální společenství v sedimentu pomocí sekvenování DNA, aby zjistili rozdíly mezi jednotlivými ošetřeními.

Výsledky ukázaly, že když byly rostliny pěstovány v sedimentech z lokalit s „normální“ teplotou, mořským trávám se dařilo dobře, ať už byly mikroby intaktní, nebo narušené. Situace se však změnila, když byly rostliny pěstovány v sedimentech z teplejších lokalit: rostliny rostoucí s intaktními mikrobiálními společenstvími v sedimentu se vyvíjely hůře. Tyto sedimenty z teplých oblastí navíc obsahovaly odlišná bakteriální společenství, což může pomoci vysvětlit pozorovanou nižší biomasu rostlin. Jedno z možných vysvětlení souvisí se sulfidem. V sedimentech mořských trav některé mikroby produkují sulfid jako součást svého metabolismu. Ve vysokých koncentracích může být sulfid pro mořské trávy toxický. Teplejší teploty mohou stimulovat mikrobiální aktivitu, což zvyšuje produkci sulfidu a vychyluje rovnováhu z podpůrného mikrobiálního společenství k takovému, které rostlině škodí.