شهرنشینی تنها شکل آسمان‌خراش‌ها را تغییر نمی‌دهد؛ با گسترش شهرها و جایگزینی مناظر طبیعی با بتن و چمن‌زارهای پارک‌ها، خاک زیر پای ما نیز در حال دگرگونی است.
تنوع زیستی زیر سطح زمین – به‌ویژه در میان باکتری‌ها و قارچ‌ها – به فشارهای ناشی از توسعه شهری واکنش‌هایی شگفت‌انگیز نشان می‌دهد.
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که در حالی که جوامع باکتریایی در شهرهای مختلف به‌تدریج به یکدیگر شبیه می‌شوند، جوامع قارچی همچنان ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود را حفظ کرده‌اند.
مطالعه‌ای جهانی درباره میکروب‌های خاک
این تحقیق توسط دانشمندانی از دانشگاه شانگهای جیاو تونگ، دانشگاه هلسینکی و چندین مؤسسه بین‌المللی دیگر انجام شده است.
آن‌ها جوامع میکروبی خاک را در سه نوع زیست‌بوم مختلف – بوریال، معتدل و گرمسیری – بررسی کردند. نمونه‌برداری‌ها شامل مناطق جنگلی دست‌نخورده و پارک‌های شهری با قدمت‌های مختلف بود.
نتایج به‌دست‌آمده تضاد قابل‌توجهی را در واکنش باکتری‌ها و قارچ‌ها به فرآیند شهرنشینی نشان می‌دهد.
چگونه باکتری‌های خاک با شهرنشینی سازگار می‌شوند؟
باکتری‌های همه‌کاره و انعطاف‌پذیر
پژوهشگران دریافتند که باکتری‌ها در خاک‌های شهری رفتاری مشابه گونه‌های عمومی (Generalists) دارند. آن‌ها به سرعت با شرایط مختلف سازگار می‌شوند و توانایی رشد در محیط‌های گوناگون را دارند.
طبق این یافته‌ها، شباهت میان جوامع باکتریایی از ۷۹٪ در جنگل‌ها به ۸۵٪ در پارک‌های شهری جدید افزایش یافته بود. حدود ۹۰٪ از باکتری‌های خاک شهری، همه‌کاره محسوب می‌شوند.
مقاومت قارچ‌ها در برابر تغییرات محیطی
پایبندی قارچ‌ها به شرایط خاص زیست‌محیطی
در مقابل، قارچ‌ها مقاومت بیشتری در برابر تغییرات نشان دادند. حدود ۸۳٪ از آن‌ها به‌عنوان گونه‌های متخصص (Specialists) باقی ماندند – یعنی موجوداتی که تنها در شرایط محیطی خاص قادر به زندگی هستند.
سرعت تکامل پایین‌تر و تبادل ژنتیکی محدود
قارچ‌ها نسبت به باکتری‌ها با سرعت کمتری تکامل می‌یابند و تبادل ژنتیکی کمتری دارند. این موضوع باعث می‌شود که آن‌ها وابسته‌تر به جایگاه‌های خاص زیست‌محیطی باقی بمانند و انعطاف‌پذیری کمتری در برابر تغییرات محیطی داشته باشند.
دکتر نان هوی، نویسنده مسئول این مطالعه، می‌گوید:
«شهرنشینی نیرویی قدرتمند در تغییر جوامع میکروبی خاک است، اما باکتری‌ها و قارچ‌ها واکنش‌هایی کاملاً متفاوت از خود نشان می‌دهند. باکتری‌ها به‌سرعت با شرایط شهری سازگار می‌شوند، در حالی که قارچ‌ها تخصص زیست‌محیطی خود را حفظ می‌کنند؛ موضوعی که نقش پیچیده تطابق میکروبی و مقاومت اکوسیستم را نشان می‌دهد.»
تفاوت بنیادی باکتری‌ها و قارچ‌ها چیست؟
باکتری‌ها؛ ساده، تک‌سلولی و منعطف
باکتری‌ها ارگانیسم‌هایی تک‌سلولی با ساختاری ساده و چرخه تولیدمثل بسیار سریع هستند. آن‌ها به‌راحتی از طریق انتقال افقی ژن‌ها (horizontal gene transfer) با محیط جدید تطبیق پیدا می‌کنند.
قارچ‌ها؛ چندسلولی، پیچیده و وابسته به محیط
در مقابل، بسیاری از قارچ‌ها چندسلولی‌اند و شبکه‌های زیرزمینی وسیعی به‌نام میسلیوم تشکیل می‌دهند که آن‌ها را به‌شدت به محیط اطرافشان متصل می‌کند. این ساختارها باعث می‌شوند قارچ‌ها نسبت به باکتری‌ها تحرک و انعطاف‌پذیری ژنتیکی کمتری داشته باشند.
علاوه بر این، قارچ‌ها به‌طور معمول به آرامی تکامل می‌یابند و برای بقا به شرایط خاص زیستی یا میزبان‌های خاص وابسته هستند.
نتیجه تفاوت‌ها در رفتار میکروبی
همین ویژگی‌های ذاتی باعث می‌شود باکتری‌ها در خاک‌های شهری به‌عنوان گونه‌های همه‌کاره عمل کرده و در محیط‌های متنوع رشد کنند؛ در حالی که قارچ‌ها معمولاً به جایگاه‌های خاصی وابسته باقی می‌مانند.
نقش حیاتی میکروب‌ها در سلامت خاک
همکاری با وجود تفاوت
با وجود تفاوت‌های اساسی در استراتژی‌های تطابق، هر دو گروه – باکتری‌ها و قارچ‌ها – در انجام یک وظیفه مهم مشترک هستند: سالم نگه داشتن خاک.
آن‌ها مواد آلی را تجزیه می‌کنند و چرخه مواد مغذی را حفظ می‌نمایند.
ثبات عملکرد در برابر ناپایداری جمعیت
مطالعه نشان می‌دهد که اگرچه جمعیت باکتری‌ها و قارچ‌ها به شکل متفاوتی تغییر می‌کند، اما عملکرد مشترک آن‌ها برای حفظ خدمات حیاتی خاک باقی می‌ماند. این موضوع نشان‌دهنده نوعی «پوشش بیمه‌ای» زیست‌محیطی است که مانع از فروپاشی کامل سلامت خاک در شهرها می‌شود.
آینده‌ای پایدار برای خاک شهری
میکروب‌های خاک؛ قهرمانان نادیده‌گرفته‌شده تنوع زیستی شهری
میکروارگانیسم‌های خاک اغلب در مباحث مربوط به تنوع زیستی – به‌ویژه در شهرها – نادیده گرفته می‌شوند. اما این مطالعه روشن می‌کند که آن‌ها نقش حیاتی در حفظ زندگی در سطح زمین دارند.
شناخت رفتار آن‌ها در مواجهه با فشارهای شهرنشینی، گامی مهم برای ساخت شهرهایی مقاوم‌تر است.
طراحی هوشمندانه فضاهای سبز شهری
پژوهش‌های آینده می‌توانند بررسی کنند که چگونه انتخاب‌های طراحی – مانند سن فضاهای سبز یا نوع پوشش گیاهی – بر شکل‌گیری جوامع میکروبی اثر می‌گذارند.
مطالعاتی از این دست برای طراحی فضاهای شهری‌ای که تنوع زیستی، مقاومت در برابر تغییرات اقلیمی و پایداری بلندمدت را تقویت کنند، ضروری هستند.
نجات خاک‌های شهری، نجات زندگی در دل شهر
هرچه بیشتر در مورد آنچه خاک‌های شهری را زنده نگه می‌دارد بدانیم، بهتر می‌توانیم اکوسیستم‌هایی را پرورش دهیم که بقای ما را تضمین می‌کنند – حتی در قلب شهر.
این مطالعه کامل در مجله Environmental Science and Ecotechnology منتشر شده است.
