《Ecography》:Climate variability shapes the mutualistic interaction between truffle-like ectomycorrhizal (ECM) fungi and a mycophagous mammal
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本文通过23年长期监测数据,首次揭示气候变化对濒危有袋类动物长足袋狸(Potorous longipes)与块菌状外生菌根(ECM)真菌互惠关系的深远影响。研究发现,气温升高会显著降低真菌饮食多样性,并改变真菌群落结构,这对理解气候变化下物种互作机制和生态系统功能维持具有重要启示。
气候变化调控块菌状外生菌根真菌与食菌哺乳动物的互惠关系
摘要
本研究通过分析澳大利亚东南部23年(1993-2016年)收集的长足袋狸粪便样本,首次系统揭示了气候变化对块菌状外生菌根真菌与专性食菌有袋类动物互惠关系的影响。采用ITS2宏条形码技术对274份样本进行分析,发现长足袋狸食物中包含14个属的38个块菌状ECM真菌分类单元。研究证实,真菌多样性在春季达到峰值,并与前3个月和12个月的最低温度呈负相关。
引言
森林生态系统的健康很大程度上依赖于块菌状外生菌根真菌与食菌哺乳动物之间的互惠关系。澳大利亚作为块菌状ECM真菌的全球热点地区,其真菌群落与有袋类食菌动物协同进化。这些地下子实体真菌依赖动物取食实现孢子传播,进而促进菌根共生体的建立。长足袋狸作为世界上最专性食菌的哺乳动物之一,其食物中真菌占比高达85.8%,是研究气候变化的理想模型。
材料与方法
研究区域位于澳大利亚维多利亚州的贝尔伯德站点(37°37'45.12"S, 148°48'2.88"E),海拔220-310米,年降水量1211毫米,年均温14.1°C。通过网格化气候数据获取温度降水参数,采用负二项回归模型分析α多样性,使用Bray-Curtis相异度进行β多样性分析,并通过距离基冗余分析评估气候因子的影响。
结果
真菌多样性分析显示,块菌状ECM真菌丰富度在春季显著高于秋季和夏季。多元负二项回归模型表明,过去3个月和12个月的最低温度是预测真菌丰富度的最佳指标。群落组成分析显示,季节、最低温度、前期降水和干旱指数共同解释了10.39%的群落变异。其中,Mesophellia与高温条件相关,而Thaxterogaster和Arcangeliella则偏好冷凉环境。
讨论
本研究首次通过长期数据验证了气候变化对食菌动物-真菌互作的影响机制。温度升高导致的真菌多样性降低可能影响长足袋狸的营养获取,并进一步通过孢子传播减少影响ECM真菌种群动态。特别值得注意的是,耐热属Mesophellia在高温条件下的优势地位,预示着未来气候变暖可能改变互惠关系的物种组成基础。
结论
气候变化通过温度和降水调控显著影响块菌状ECM真菌与长足袋狸的互惠关系。未来气候变暖可能导致真菌饮食多样性降低,并改变关键真菌类群的分布格局,这对濒危物种保护和生态系统功能维持具有重要启示。建议后续研究关注营养需求量化以及真菌功能冗余等科学问题。