Comme une application de livraison de nourriture à longue distance sans autoroute apparente, les champignons qui s'associent aux arbustes à racines peu profondes de la toundra accèdent aux réserves profondes d'azote libérées par le dégel du pergélisol. Les découvertes des chercheurs de la Northern Arizona University, annoncé cette semaine en Nouveau phytologue , pourrait changer la compréhension des scientifiques sur les personnes qui accèdent aux nutriments du pergélisol, et comment.

"Cela ne correspond tout simplement pas au paradigme de la façon dont nous pensons que ces plantes et leurs partenaires mycorhiziens travaillent ensemble, " a déclaré l'auteur principal Rebecca Hewitt du Center for Ecosystem Science and Society (Ecoss) de la NAU. " Auparavant, nous pensions que seules les plantes avec un système racinaire étendu pouvaient accéder aux nutriments près du front de dégel du pergélisol. Mais nous avons vu que toutes ces plantes utilisaient de l'azote profond, qu'ils aient ou non des systèmes racinaires profonds, suggérant que les partenaires mycorhiziens peuvent fournir un accès aux profondeurs, table de pergélisol froid."

Alors que les chercheurs se précipitent pour mieux comprendre le cycle du carbone et comment un réchauffement de l'Arctique affectera la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre, cette découverte offre des indices sur la destination de l'azote et du carbone libérés par le dégel du pergélisol. Si la communauté végétale en plein essor de la toundra peut accéder à l'azote lorsqu'il est libéré par le dégel du pergélisol, alors cette connexion fongique au front de dégel peut aider à compenser les pertes de carbone, car plus d'azote signifie plus de biomasse végétale pour extraire le carbone de l'atmosphère.

Afin de voir quels organismes engloutissaient l'azote du pergélisol, Hewitt et son équipe, y compris l'auteur principal et professeur Ecoss Michelle Mack, ajouté un traceur isotopique, Azote-15, pour souiller au "front de dégel, " ou là où le pergélisol rencontre le sol non gelé de la "couche active", avec de longues aiguilles. Cet isotope d'azote est plus lourd que l'azote 14 plus courant, et, comme du colorant alimentaire déposé dans un vase à fleurs, permet aux chercheurs de voir exactement où il va. L'équipe a attendu 24 heures, puis a récolté les plantes et échantillonné les champignons des pointes des racines des arbustes et des sols de couche active profonde. Lorsqu'ils ont séquencé l'ADN et l'ARN des champignons, ils pouvaient voir quels champignons avaient aidé les plantes à absorber l'azote lourd de la table du pergélisol. Les deux arbustes mycorhiziens éricoïdes à racines peu profondes et les arbustes ectomycorhiziens avaient reçu des infusions d'azote de leurs partenaires fongiques.

Zoom arrière, cette étude pourrait avoir des implications pour les chercheurs et les modèles informatiques qui prédisent où vont l'azote et le carbone aux niveaux régional et mondial. Hewitt a dit que, à ce jour, les modèles qui tiennent compte de la libération d'azote du pergélisol ne le traitent pas autant comme un facteur à l'échelle de l'écosystème. Mais si toutes les plantes peuvent exploiter cette source, ça pourrait changer.

"Le fait que l'azote profond puisse être aspiré et retenu dans la biomasse végétale, ou éventuellement en biomasse fongique, signifie qu'il y a moins d'azote à emporter dans les rivières ou sous forme de protoxyde d'azote, ", a déclaré Hewitt.

Pour Hewitt, la prochaine étape consiste à savoir si ces champignons associés aux racines gardent de l'azote pour eux-mêmes, et pourquoi.

« Quelle quantité de cet azote est emprisonnée dans les champignons ? Nous devons apprendre cela pour comprendre quelle quantité de ce pool d'azote est disponible pour fertiliser les plantes à l'avenir.