热带多样性在真菌和种子之间的关系中扎根

由巴拿马史密森学者领导的团队通过研究真菌如何与留在地下的种子相互作用，揭示了理解热带树木多样性的关键。尽管可供选择的物种的大杂烩，热带真菌和种子是相互联系的挑剔。与特定真菌的早期配对可能会影响种子是否存活，也可能有助于解释热带森林如何保持如此多样化。

“根据它与之配对的种子的种类，真菌可能会杀死种子，阻碍其发育，或相反，有助于其萌发，”史密森尼热带研究所研究员兼新研究的第一作者Carolina Sarmiento说。发表在美国国家科学院院刊上。这些物种特异性结果令人惊讶，因为研究中分离的许多真菌可以定殖各种植物物种，每种物种都有自己的化学和物理种子防御。“我们还不知道为什么真菌根据它们感染的种子种类而表现不同，但这些反应对于了解它们在热带森林中的生存和生长至关重要。”

为了揭开真菌如何与热带种子相互作用的神秘面纱，萨米恩托和她的同事们在巴拿马巴罗科罗拉多岛的各种森林地块中埋藏了来自九种本地树种的数千种种子。他们在地下一个月到一年的时间里挖出了种子。对外表面进行灭菌后，将种子切成两半。他们将一半放入培养管中以分离任何可能侵入种子组织的真菌，然后处理另一半，看看小植物胚胎是否还活着。

该团队处理了超过8,300粒种子，分离出1,460种真菌，鉴定了200多种不同的真菌菌株。尽管地下不同的时间，不同的土壤类型，甚至不同的森林环境，九种植物中的每一种都吸引了一个独特的真菌群落。植物物种 - 即使作为种子 - 对其吸引的真菌类型的过滤效应提供了对热带森林多样性如何持续存在的难以捉摸的神秘感的重要见解。

在热带地区，许多物种生长在附近，但任何个别物种都是广泛分散的，并且在当地很少见。科学家假设这种多样性模式可能由宿主物种的特殊病原体，害虫或捕食者维持，这使得当地社区对自己的种类更加敌视，同时有利于无关物种的生长。

“随着单个物种个体密度的增加，疾病更容易从一个人传播到另一个人，”资深作者亚利桑那大学教授A. Elizabeth Arnold解释道。“这个地区的大部分工作都集中在热带树木的幼苗和树苗上，但种子的变化却鲜为人知。”

根据他们的研究结果，研究人员将7种研究物种的新鲜种子与埋藏实验期间分离的真菌菌株接种。他们在温室中萌发新种子，并确认真菌以物种特异性方式影响种子死亡率和萌发。

“一个令人着迷的结果是，如果一种真菌对一种植物物种具有致病作用，它可能会对另一种植物产生相反的影响，”共同作者，史密森尼博士后研究员Paul-Camilo Zalamea说。

伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的教授詹姆斯·达林说：“通过有益地影响某些物种，同时防止其他物种再生，真菌可能是热带森林生存斗争的终极仲裁者。”