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圣海伦斯火山丨Lyn Topinka, Public domain, via Wikimedia Commons
影响长达数十年。
撰文 | 黄雨佳
审校 | 二七
成人电影网站1980年5月18日,好意思国华盛顿州的圣海伦斯火山(Mount St. Helens)陡然爆发,喷出了150万吨二氧化硫和5.4亿吨火山灰,成为了好意思国历史上最具碎裂性的火山爆发事件之一。高温平直毒害了火山口方圆10千米以内的植被;而更迢遥,巨大的冲击波横扫地面,将大片丛林夷为幽谷。浮岩和火山灰一直扩张至距离火山口数百千米外的区域,喀斯喀特山脉(Cascades Mountains)卓绝350平方千米的针叶林和平地栖息地化为废地。
这场火山喷发的碎裂力不仅限于地表,对地下生态系统的影响雷同深化。正本活跃的泥土微生物实在被滚热的火山灰消亡殆尽,同期,火山灰让泥土变得更偏酸性,地下生态功能严重受损,进一步遏止了植被助长。即便在喷发两年后,这片地盘仍然荒野一派,难觅生命的思路。尽管偶有鸟类带来植物种子,但在这片贫乏的泥土中,种子助长十分用功,只可见到稀薄散播的植株。
好意思国犹他州立大学(Utah State University)的科学家迈克尔·F.艾伦(Michael F. Allen)和詹姆斯·A.麦克马洪(James A. MacMahon)猜念念,天然这里的上层泥土也曾被毒害,但深层泥土中可能还保留有辞世的细菌和真菌,它们约略能成为鼓励植被收复的但愿。但是,如若真菌的繁衍体在厚厚的火山灰下埋得太久,它们也可能会死字。那么,如安在它们透彻散失前赈济这片地盘呢?
艾伦和麦克马洪冷漠了一个斗胆的念念法:如若能将泥土深处残存的细菌和真菌“挖”到上层,能不行匡助这片地盘重启生态收复的经过?于是,他们把目力投向了一种以造穴才能知名的动物——北部囊鼠(Thomomys talpoides)。这种袖珍囊地鼠原产于北好意思,混身遮掩着棕色长毛。传说,每只北部囊鼠每月能松动多达227千克的泥土。
北部囊鼠丨Henggang Cui, CC0, via Wikimedia Commons
为了考证这一猜念念,他们在被火山灰遮掩的特定区域放手了一些北部囊鼠,并仅让它们行动一天。在近期发表于《微生物组前沿》(Frontiers in Microbiomes)的一篇论文中,他们评估了这一锤真金不怕火的长久影响。出乎预念念的是,短短一天的锤真金不怕火尽然给这片地盘带来了握续数十年的深化影响。
北部囊鼠的力量大桥未久哪部好看
1982年9月和1983年8月,艾伦和麦克马洪踏上了圣海伦斯火山以北的浮岩平原(Pumice Plain)。这片区域位于精灵湖(Spirit Lake)上方,遮掩着卓绝20米厚的火山灰,荒野得实在莫得生命迹象,仅有几株太平洋羽扇豆(Lupinus lepidus)稀薄助长。
在浮岩平原和另一处被火山喷发夷为幽谷的区域,艾伦和麦克马洪各确立了一平方米大小的铁丝网围栏,各围住一株太平洋羽扇豆,并分辩放入一只在当地拿获的北部囊鼠。两只北部囊鼠在围栏中仅待了24小时,时间它们目田行动,随后便被移走。令东谈主诧异的是,一段本领后,围栏中的太平洋羽扇豆就长出了丛枝状菌根(AM),而围栏外的植株则莫得出现访佛的变化。
菌根是植物根系与真菌酿成的一种共生结构,关于植被的收复至关弥留。因为大多数植物无法单靠自己有用获得系数需要的营养和水分,而需要依赖于这些轻飘但功能坚贞的真菌伙伴。直径仅几微米的菌丝会在泥土中酿成稠密的网罗,欺骗其巨大的名义积从环境中汲打水分和营养并运输给植物。与此同期,这些共生体还能匡助植物反抗泥土中的病原体。手脚请问,植物会为真菌提供助长所需的含碳有机物。
围栏中的北部囊鼠丨原论文
现实耗损6年后,艾伦和麦克马洪发现,曾放手北部囊鼠的地块与未放手的地块之间已呈现出截然有异的征象。那些北部囊鼠一会儿打听过的地块上,已邑邑苍苍地助长出约4万株植物,致使诱惑并收复了原土的北部囊鼠种群;而未始放手北部囊鼠的区域则依旧苦楚。
北部囊鼠之是以能对生态收复产生如斯巨大的影响,枢纽在于它们的造穴和翻土行动。通过这些行动,它们将深层泥土与地表火山灰充分夹杂,把关于泥土生态至关弥留的真菌、种子和虫豸带到地表。此外,北部囊鼠的粪便中也含有真菌、真菌孢子以及植物种子,它们的排泄行动给这片地盘带来了祈望。
不仅如斯,火山灰颗粒较大,与深层泥土夹杂后酿成的泥土夹杂物具有考究的透气性,相等稳当植物助长。正因如斯,在这种泥土中助长的植物往往愈加健康高贵。艾伦等东谈主的不雅察也印证了这少许:比较之下,北部囊鼠未打听的泥土中长出的植物往往会变得枯黄。
但最让艾伦团队感到胆怯的是,北部囊鼠只是24小时的行动所产生的影响,并不单是局限于领先的几年。这些变化尽然握久地影响着这片地盘的生态环境,致使延续于今。
握久的影响
2014年7月,艾伦和麦克马洪再次踏上这片老练的地盘,对浮岩平原锤真金不怕火区和非锤真金不怕火区的泥土进行了采样。手脚对比,他们还赶赴了一派距离浮岩平原不远的区域——“熊草甸”(Bear Meadow)。这片地区雷同在1980年被厚厚的火山灰遮掩,但因历史原因呈现出两种截然有异的景不雅:一部分因采伐早已变成草甸,另一部分则保留着迂腐的丛林。权谋东谈主员分辩从这两种景不雅中汇注泥土样本,与浮岩平原的样本一同送回现实室,分析它们的化学和微生物构成。
在化学因素分析中,他们要点柔和了泥土中的碳和氮含量,这些标的与泥土中的微生物含量相干,因为微生物能将氨改造为有机氮固定在泥土中。效力清楚,浮岩平原区域的泥土碳和氮含量广大低于熊草甸的丛林区域。但是,在浮岩平原里面,也曾放手过北部囊鼠的锤真金不怕火区泥土中的碳和氮含量显贵高于未始放手囊鼠的肤浅区域。这意味着,40年前那只只是待了24小时的北部囊鼠,为这片地盘注入了更握久的祈望。
圣海伦斯火山及左近地区的舆图,图中清楚了浮岩平原(Pumice Plain)、精灵湖(Spirit Lake)和熊草甸(Bear Meadow)场地的位置丨原论文
而对泥土中的微生物DNA分析效力标明,也曾放手北部囊鼠的锤真金不怕火区域与未放手囊鼠的肤浅区域,其泥土中的微生物群落构成有昭彰各别,锤真金不怕火区域的细菌和真菌各种性致使卓绝了熊草甸的丛林区域。尤其是在锤真金不怕火区域,丛枝状菌根的各种性显贵加多。这一效力标明,北部囊鼠不仅改变了泥土的化学因素,还在微生物群落的长久演替中演出了枢纽扮装。
这项权谋还再次印证了微生物对生态收复的弥留性。1980年火山喷发之前,熊草甸的丛林区域主要遮掩是松树、云杉和冷杉等针叶林。火山灰的遮掩导致这里多半针叶零散,科学家一度记念这片丛林将透彻散失。但出乎预念念的是,丛林区域的收复速率相等快,某些区域的树木实在在灾后立即启动助长,伐木区却依然贫乏。权谋东谈主员以为,这种各别与零散的针叶密切相干,它们滋补了泥土中的真菌,从而匡助树木马上再生。
这项权谋指示咱们,天然界中万事万物齐考究连续。岂论是肉眼可见的植物和动物,照旧轻飘到无法平直感知的微生物,它们齐可能成为生态收复的枢纽力量。
参考文件
[1]https://www.frontiersin.org/journals/microbiomes/articles/10.3389/frmbi.2024.1399416/full
[2]https://www.tandfonline.com/doi/epdf/10.1080/00275514.1988.12025615
[3]https://www.universityofcalifornia.edu/news/how-gophers-brought-mount-st-helens-back-life-one-day
[4]https://link.springer.com/chapter/10.1007/0-387-28150-9_15
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