Экологический контекст изменяет влияние обратных связей в системе растение—почва на сосуществование растений

Считается, что обратные связи в системе растение—почва определяют исходы конкуренции между растениями посредством положительных или отрицательных петель обратной связи, обусловленных активностью микроорганизмов. Известно, что взаимодействия растений и микроорганизмов зависят от экологического контекста, однако в большинстве исследований роли обратных связей в системе растение—почва в сосуществовании видов эта зависимость от контекста не учитывалась. Мы применили современную теорию сосуществования, чтобы оценить, как зависимость взаимодействий растений и микроорганизмов от экологического контекста может влиять на сосуществование растений и через какие взаимодействия между видами экологический контекст с наибольшей вероятностью изменяет его исходы. Сначала мы установили, что взаимодействия между видами, составляющие модель обратных связей в системе растение—почва, в разной степени влияют на результат: микроорганизмы сильнее изменяют соотношения приспособленности, чем прямые взаимодействия между растениями. Мы также показали, что линейное влияние среды на обратные связи в системе растение—почва приводит к нелинейным изменениям различий ниш и соотношений приспособленности, что может изменить прогнозы сосуществования и перевести пары видов из области сосуществования к конкурентному исключению или даже к эффектам приоритета. Наконец, мы расширили модель, чтобы смоделировать, как зависимость обратных связей в системе растение—почва от условий среды у хорошо изученного инвазивного вида — чесночницы черешчатой (Alliaria petiolata) — может способствовать объяснению динамики инвазии в разных экологических регионах. Мы также обсуждаем дальнейшие пути эмпирической параметризации моделей сосуществования, учитывающих экологический контекст, с использованием экспериментов в теплицах. Эта работа развивает недавние попытки интегрировать теорию обратных связей в системе растение—почва с современной теорией сосуществования и показывает, что зависимость взаимодействий растений и микроорганизмов от экологического контекста может сильнее изменять соотношения приспособленности, чем взаимодействия между растениями. Полученные результаты демонстрируют, как обратные связи в системе растение—почва, зависящие от контекста, могут способствовать объяснению пространственной и временной изменчивости динамики растительных сообществ, и указывают, что лежащий в основе этой динамики механизм зависит от относительной чувствительности конкретных взаимодействий между видами к градиенту среды.