Механизмы и последствия конкуренции бактерий и грибов за ресурсы почвы

Выяснение сложных взаимодействий между бактериями и грибами, определяющих структуру, состав и функции микробного сообщества почвы, а также регулирующих потоки углерода (C) и питательных веществ, имеет ключевое значение для понимания биогеохимических циклов. Среди различных взаимодействий конкуренция за ресурсы — главный фактор, определяющий адаптацию и дифференциацию ниш между этими двумя крупными группами микроорганизмов в почве. Это связано с тем, что ограничение углерода и энергии для микробного роста — правило, а не исключение. В настоящем обзоре рассматриваются потребности бактерий и грибов — двух основных царств почвы — в C и энергии, механизмы их конкуренции за эти и другие ресурсы, приводящие к дифференциации ниш, а также влияние глобальных изменений на эту конкуренцию. Нормализованный показатель предпочтения микробного использования показал, что бактерии в 1,4–5 раз эффективнее поглощают простые органические соединения в качестве субстратов, тогда как грибы в 1,1–4,1 раза эффективнее используют сложные соединения. Соответственно, бактерии значительно превосходят грибы в конкуренции за простые субстраты, тогда как грибы получают преимущество при использовании сложных соединений. Бактерии также конкурируют с грибами за продукты, высвобождающиеся при разложении сложных субстратов. На основании этих особенностей были выделены пространственные, временные и химические ниши для этих двух групп в почве. Конкуренция усилится при пяти основных глобальных изменениях: повышении CO2, внесении азота, подкислении почв, глобальном потеплении и засухе. Повышение CO2, внесение азота и потепление усиливают доминирование бактерий, тогда как подкисление почв и засуха повышают конкурентоспособность грибов.