Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Popular

Bagaimana jamur tanah merespons kebakaran hutan – ScienceDaily


Setelah kebakaran North Bay 2017, perbukitan emas Santa Rosa, California, tidak dapat dikenali. Berasap, dibakar dan dikubur di bawah abu, pemandangan tampak sunyi, kecuali beberapa pohon ek yang menghitam – tapi masih hidup – hantu. Bagi mahasiswa pascasarjana Universitas Stanford, Gabriel Smith, yang keluarganya tinggal di Santa Rosa, kehancuran itu memilukan, tetapi juga menawarkan kesempatan ilmiah yang unik: eksperimen alami tentang efek kebakaran hutan pada mikroba yang hidup di tanah, yang dipelajari Smith. bentuk jamur.

Jadi, Smith dan ibunya menghabiskan liburan musim dinginnya mengumpulkan sampel tanah dari area yang terbakar di dekat pepohonan di Taman Negara Bagian Trione-Annadel Santa Rosa dan Taman dan Cagar Alam Gunung Hood. Sebagai perbandingan, mereka juga mengumpulkan sampel dari lokasi yang tidak terbakar.

“Saya ingin tahu bagaimana ekosistem yang, di luar, tampak begitu terbakar dan hancur ini mungkin terpengaruh pada tingkat yang tidak begitu jelas – jamur tanah yang saya pelajari,” kata Smith, yang merupakan anggota dari laboratorium Kabir Peay, profesor biologi di Sekolah Humaniora dan Ilmu Pengetahuan. Kebanyakan orang mengenal jamur tanah dari buahnya – jamur – tetapi masih banyak lagi organisme ini, baik secara fisik maupun fungsional. Bekerja bersama akar tanaman dan mikroba lain yang hidup di dalam tanah, jamur tanah memainkan peran penting dalam ekosistemnya, termasuk membantu pohon tumbuh dan membantu pembusukan.

Penelitian tersebut, yang dipublikasikan pada 9 Desember Ekologi Molekuler, berfokus pada dua ekosistem di taman ini, hutan ek dan hutan campuran hijau. Seperti yang diharapkan para peneliti, analisis terhadap lusinan sampel tanah menunjukkan bahwa, di antara kawasan yang belum terbakar, ekosistemnya mengandung campuran jamur tanah yang berbeda. Analisis juga menunjukkan bahwa, ketika membandingkan area yang terbakar dan tidak terbakar, komunitas jamur tanah hutan ek tidak begitu terpengaruh oleh kebakaran dibandingkan dengan komunitas di hutan cemara. Hal ini sejalan dengan fakta bahwa hutan ek bergantung pada api biasa untuk tumbuh subur, sedangkan hutan cemara tidak terlalu bergantung pada api untuk bertahan hidup. Peneliti melanjutkan pekerjaan ini dengan menanam bibit di beberapa sampel tanah – hasil tersebut akan dirinci dalam makalah selanjutnya. Mereka juga berharap untuk mengetahui lebih lanjut tentang mekanisme fisiologis yang dapat menjelaskan respons jamur.

“Ada minat baru tentang bagaimana perubahan iklim memengaruhi frekuensi kebakaran dan bagaimana hal itu akan memengaruhi proses ekologi yang dimediasi oleh api di California ke depannya,” kata Peay, penulis senior penelitian tersebut. “Jadi penting untuk memiliki rincian spesifik tentang bagaimana perubahan rezim kebakaran di California, dan Pantai Barat secara umum, akan mempengaruhi ekosistem.”

Melihat lebih dalam

Hutan ek mendapat manfaat dari kebakaran sejauh banyak taman, termasuk Trione-Annadel, dirawat dengan luka bakar yang ditentukan agar pohon ek mereka tetap sehat. Api membersihkan serasah daun dan cabang mati, menciptakan kondisi yang lebih baik untuk beberapa benih, dan mengendalikan serangga dan patogen yang mungkin menyebabkan penyakit. Yang terpenting, api dapat mencegah pohon lain – seperti yang ditemukan di hutan cemara – menyerang hutan ek. Meskipun evergreen dewasa dapat bertahan hidup, dan bahkan mendapat manfaat dari, kebakaran, bibit yang melanggar batas mungkin tidak.

Untuk memahami bagaimana kebakaran tahun 2017 mengubah komunitas jamur tanah di dua ekosistem ini, Smith dan ibunya menggali 10 sentimeter teratas tanah dari 12 lokasi di Trione-Annadel dan enam di Hood Mountain, dengan panduan dari California Park Service. Sementara Smith ada di rumah untuk istirahat, sampel harus diatur suhu.

“Kami akhirnya mengisi tidak hanya lemari es orang tua saya tetapi juga lemari es nenek saya dan lemari es bibi saya. Kami juga memasang chest freezer isi atas untuk menjaga suhu yang tepat,” kata Smith, penulis utama penelitian tersebut. “Ada banyak dukungan keluarga yang digunakan untuk penelitian ini.”

Kembali ke lab Stanford, Smith dan Lucy Edy, seorang siswa semester dalam sistem bumi yang mengerjakan proyek ini sebagai bagian dari Program Penelitian Sarjana Musim Panas Biologi Stanford, menentukan jamur apa yang berada di setiap sampel melalui analisis DNA. Apa yang dia temukan menunjukkan bahwa bagaimana komunitas jamur merespons api di bawah tanah mencerminkan bagaimana bagian lain dari ekosistem mereka merespons api di atas tanah.

“Ada perbedaan yang jauh lebih besar antara titik yang terbakar dan tidak terbakar di hutan yang selalu hijau daripada di komunitas hutan ek,” kata Smith. “Kami memperkirakan akan ada perbedaan antara kedua ekosistem tersebut, namun sejauh mana perbedaan itu sebenarnya lebih dari yang kami harapkan.”

Diperlukan penelitian tambahan untuk memahami mengapa hal ini terjadi, tetapi para peneliti berhipotesis bahwa sebagian alasannya mungkin karena komunitas jamur tanah “pulih” ketika terbakar. Ini berarti bahwa jamur tanah yang terkait dengan pohon ek memiliki lebih sedikit waktu antara kebakaran untuk berubah dari bentuknya yang diatur ulang, dan jamur tanah yang selalu hijau lebih lama, yang menyebabkan perbedaan yang lebih besar terlihat pada tanah hutan cemara yang terbakar dan tidak terbakar.

Hutan masa depan

Untuk sebagian besar sejarah mempelajari jamur, para peneliti harus bergantung pada apa yang bisa mereka lihat di atas tanah, termasuk jamur. Tetapi peningkatan akses ke sekuensing DNA telah membuka lapangan, membantu para ilmuwan merinci hubungan kompleks antara berbagai mikroba tanah, tumbuhan dan fungsi ekosistem. Namun, masih banyak pertanyaan mengenai efek keanekaragaman mikroba di tanah – misalnya, konsekuensi kehilangan setengah populasi dari satu mikroba versus dua pertiga atau semuanya, dan dampak bersih dari hilangnya mikroba yang dapat menyebabkan penyakit di tanaman tertentu selain menghilangkan mikroba yang menguntungkan tanaman tersebut.

“Karena rezim kebakaran meningkat dalam intensitas dan frekuensi dengan perubahan iklim, kita harus memahami tanggapan ekologis dari ekosistem ini untuk menentukan tanggapan yang diperlukan terkait dengan mereka,” kata Edy, yang merupakan salah satu penulis makalah. “Ekologi jamur mungkin berada di luar pertimbangan pertama ketika orang berpikir tentang dampak kebakaran hutan, tetapi interaksi mikroba di bawah tanah ini memicu dan menopang seluruh ekosistem.”

Proyek ini, yang lahir dari keadaan yang mengerikan, kemungkinan akan menghasilkan lebih banyak penelitian, seperti eksperimen pembibitan, dan penyelidikan lebih lanjut tentang bagaimana komunitas jamur di hutan ek menahan api.

“Ini awalnya bukan bagian dari proyek PhD Gabriel. Dia memiliki pandangan ke depan untuk menyadari bahwa ini bukan hanya sesuatu yang menarik secara pribadi, tetapi juga ada potensi intelektual yang bagus di sini,” kata Peay. “Pekerjaan seperti ini dapat memajukan pemahaman kita tentang bagaimana perubahan yang kita lihat di tanah kemudian memainkan peran dalam mengubah seperti apa jenis ekosistem di masa depan.”

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation, Sonoma County Mycological Association, Stanford Biology Summer Undergraduate Research Program Fellowship dan US Department of Energy Office of Science.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>