Hvaða lífverur finnast í jarðvegi?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvaða lífverur finnast í jarðvegi?
Því hefur verið haldið fram að fjöldi þeirra tegunda sem á eftir að lýsa og greina í jarðvegi séu fleiri en allar þær tegundir sem þrífast ofanjarðar. Það ætti að gefa nokkra hugmynd um auðgi tegunda í moldinni. Sú umfjöllun sem hér fylgir er engan veginn tæmandi en gefur hugmynd um helstu flokka lífvera í mold og sýnir fram á hve líf í moldu er fjölskrúðugt og mikilvægt. Þá er vert að geta þess að fjöldi skordýra lifa á einhverju þroskastigi ofan í moldinni, sem enn eykur á fjölbreytnina.

Veirur og bakteríur

Gríðarlegur fjöldi veira og baktería lifir í jarðvegi og þessar lífverur sjá um fyrsta stig endurvinnslu á lífrænu efni. Síðan eru aðrar lífverur sem annað hvort lifa á bakteríum eða þeim efnum sem losna við starfsemi veira og baktería. Talið er að í einu grammi skógarjarðvegs geti verið allt að 40.000 tegundir baktería og fæstum hefur verið lýst til hlítar. Sem dæmi um bakteríur má nefna rhizobía-bakteríur sem lifa í sambýli við ýmsar plöntutegundir og hafa þann eiginleika að vinna nitur úr andrúmsloftinu. Plantan nýtir hluta þessa niturs en miðlar orku á formi kolefnissambanda og fleiru á móti og hefur mikinn hag af samstarfinu. Lúpína og smári eru dæmi um öflugar plöntur sem lifa í sambýli við rhizobía-bakteríur en sambýli af þessu tagi er mikilvægt fyrir margar nytjaplöntur.

Blágrænþörungar (e. cyanobacter)

Lífverur sem nefndar hafa verið blágrænþörungar, en eru í raun sérstök deild lífvera, eru mikilvægar fyrir niturnám og hringrás næringarefna. Þetta lífsform er víða nauðsynlegt fyrir landnám gróðurs og er hluti þeirrar jarðvegsskánar sem hylur yfirborð þurrlendis víða um heim (e. crust, soil crust, biocrust).

Á Íslandi er þessi skán mikilvæg í landgræðslu og oft forsenda landnáms plantna, því skánin gerir yfirborðið stöðugt og ver það gegn frostlyftingu og rofi um leið og nitri er smám saman safnað í vistkerfið. Fleiri lífverur en bakteríur af þessu tagi mynda skánina, svo sem ýmsar fléttur og mosategundir.^[1] Allar þessar lífverur eru mikilvægar fyrir mold og vistkerfi landsins enda þótt þær láti lítið yfir sér miðað við stórvaxnari tegundir.

Blágrænþörungar gegndu forvitnilegu lykilhlutverki í sögu jarðar og lífsins, en þeir komu fram fyrir um 3 milljörðum ára. Talið er að breiður blágrænþörunga í hafinu hafi smám saman byggt upp súrefnisforða andrúmsloftsins, sem er bæði forsenda veðrunar (oxun), jarðvegsmyndunar og svo vitaskuld starfsemi vistkerfa á jörðinni (orkuskipti sem byggjast á afoxun og oxun/bruna kolefnis). Þetta er í raun mesta umhverfisbylting í sögu jarðarinnar og henni olli þessar smáu en mjög svo mikilvægu lífverur.^[2]

Frumdýr (e. protozoa)

Frumdýr eru einkjörnungar. Þau eru gríðarlega margbreytileg; um 2.000 tegundum í jarðvegi hefur verið lýst, sem er trúlega um 10% af tegundum frumdýra sem lifa í mold. Frumdýr lifa fyrst og fremst á bakteríum og þrífast því best í rakri mold. Þau gegna mikilvægu hlutverki í næringarhringrásinni.

Þráðormar (e. nematodes)

Þráðormar eru óliðskiptir ormar, oftast það smáir að þeir sjást ekki með berum augum en geta verið allt að því nokkrir mm á lengd. Jarðvegur sem hefur tiltölulega mikið af stóru holrými, svo sem sendinn jarðvegur (og væntanlega eldfjallajörð), er ákjósanlegur bústaður þráðorma því þar rúmast þeir best.

Þráðormar lifa sem afræningjar og hræætur og éta jafnvel aðra þráðorma. Sumar tegundir þeirra geta valdið miklum skaða á rótum gróðurs og ræktartegundum á ökrum. Því eru eiturefni mikið notuð til að stemma stigu við þráðormum við jarðrækt, en nú færist í vöxt að hvíla akra og planta tímabundið í þá tegundum sem hafa eituráhrif á þráðorma, til dæmis ýmsum harðviðartegundum. Við það fækkar þeim svo að þeir valda ekki skaða fyrr en stofninn nær sér á strik á ný. Sumar ræktartegundir eru ónæmar fyrir þráðormum, til dæmis sojabaunir. Fjöldi tegunda þráðorma sem hefur verið lýst er um 15.000, en kann að reynast >100.000 þegar öll kurl koma til grafar.

Ánamaðkar

Ánamaðkar eru mjög mikilvæg jarðvegsdýr. Þeir þrífast á plöntuleifum og lífrænum efnum í moldinni og melta feiknalega mikið af mold á ári hverju. Úrgangur þeirra verður að tiltölulega stórum samkornum (mm) sem einkenna oft efstu lög jarðvegs, en kornótt bygging bætir jarðvegseiginleika á marga lund. Úrgangur ánamaðka inniheldur til dæmis meira af auðnýtanlegri næringu fyrir rætur plantna en jarðvegurinn umhverfis. Einnig má nefna að vatn streymir greiðlega um göngin sem ánamaðkarnir grafa um jarðveginn.

Fjöldi ánategunda sem hefur verið lýst er yfir 3.600, en fáar tegundir eru algengastar í Evrópu og Bandaríkjunum.^[3] Þess má geta að Charles Darwin var frumkvöðull í rannsóknum á ánamöðkum og áhrifum þeirra á frjósemi jarðvegs.

Maurar og termítar

Maurar og termítar hafa mikil áhrif á jarðveg heitari landa, einkum á gresjum og í skógum hitabeltisins. Þekktar eru um 2.000 tegundir termíta. Sumar þeirra byggja stóra hrauka sem eru áberandi, meðal annars á gresjum Afríku. Maurar eru afar algengir í jarðvegi og nú þegar hefur verið lýst um 9.000 tegundum þeirra.

Mítlar og köngulær (e. mites)

Köngulær og mítlar (sem eru skyldir köngulóm) eru oft heldur ægilegir ásýndum þegar þeir eru skoðaðir í öflugri smásjá. Um 45.000 tegundum mítla hefur verið lýst, en talið er að það sé aðeins um 5% heildarfjölda tegunda þeirra. Mítlar og köngulær, eins og flestar aðrar tegundir lífvera í jarðvegi, gegna mikilvægu hlutverki við losun næringarefna.^[4]

Mordýr

Stökkmor (e. springtail) er oft algengasta liðdýrið í jarðvegi, það geta jafnvel verið >10.000 þeirra undir einum fermetra. Stökkmor er hlutfallslega algengast í köldu loftslagi. Dýrið dregur nafn sitt af því að undir afturbol þess liggur hali sem það getur látið smella niður, og þar með tekst dýrið á loft. Á þann hátt getur það forðað sér undan aðsteðjandi hættum. Stökkmor er talið hafa jákvæð áhrif á vistkerfi og vöxt gróðurs.

Sveppir (e. fungi)

Sveppir^[5] eru mikilvægir fyrir sundrun efnis, en sumir vaxa í sambýli við aðrar lífverur (til dæmis rætur plantna) sem ýmist getur valdið skaða eða verið nauðsynlegt viðkomandi lífverum. Myglusveppir (e. molds) stuðla að sundrun lífrænna efna og eru mikilvægari að því leyti en hattsveppir (meðal annars átsveppir). Yfirborðshluti hattsveppa er aðeins lítill hluti lífveranna. Starfsemi myglusveppa er mjög sérhæfð og tegundasamsetning þeirra mótast að hluta af samsetningu lífræna efnisins sem er til boða. Svepprót (e. mycorrhiza) er sérstaklega þýðingarmikil fyrir margar tegundir plantna því hún greiðir fyrir næringarupptöku þeirra.

Sveppir geta verið mikilvægir fyrir vatnsbúskap – þeir mynda meðal annars brú fyrir vatn frá yfirborði og niður í mold og stuðla þannig að vatnsflæði í moldinni þegar það er takmarkað. Þekkt er að í eyðimörkum miðla sveppir vatni upp til róta plantna.

Sveppir eru einkanlega fjölbreyttir í skóglendi og frjósemi landsins eykst verulega eftir því sem þeim fjölgar. Talið er að til séu um 72.000 tegundir af sveppum en að aðeins 5% þeirra hafi verið lýst. Um helmingur þeirra flokkast sem jarðvegssveppir.

Geislasveppir (e. actinomycetes)

Geislasveppir, sem eiga bæði skyldleika við bakteríur og sveppi, stuðla að rotnun lífræns efnis, ekki síst efna sem eru tiltölulega torleyst, svo sem ligníns, sellulósa og lípíða. Þeir mynda gríðarlega víðtæka þræði um moldina. Geislasveppir eru liður í hringrás næringarefna í mörgum vistkerfum. Athyglisvert er að þeir þrífast best á tiltölulega þröngu sýrustigsbili (pH 6–7,5). Margir geislasveppir gefa frá sér efni sem drepa örverur, sem er mikilvægur eiginleiki sýklalyfja; til dæmis er aktínómísín mikið notað sýklalyf en það er unnið úr geislasveppum.

Plöntuskaðvaldar

Ljóst er að margar tegundir þeirra lífvera sem hér hafa verið nefndar geta valdið miklu tjóni í ræktarlandi, þar á meðal eru sveppir, bakteríur, veirur og skordýr. Skaðvaldar sem lifa í mold geta auðveldlega borist á milli landa, til dæmis með pottaplöntum, og ber því að varast slíka flutninga eins og kostur er.

Plöntuskaðvaldar eru vettvangur sérstakrar fræðigreinar, enda er mikið í húfi að slíkir skaðvaldar eyðileggi ekki uppskeru. Rótarflókasveppur (Rhizoctonia solani) er algengur skaðvaldur í kartöflurækt og finnst hér á landi^[6] og lirfur kálflugu (Delia radicum) eru alvarlegasti skaðvaldurinn í ræktun káls og rófna.^[7]

Aðrar lífverur í mold gegna oft mikilvægu hlutverki við að draga úr tjóni af völdum plöntuskaðvalda. Til dæmis getur svepprót dregið úr skaðsemi skordýralirfa sem naga rætur plantna og það sama má segja um jarðvegssveppi sem sníkja á skordýrum.^[8]

Tilvísanir:

1. ^ Bók Harðar Kristinssonar (2016) er afar merkileg heimild um fléttur í náttúru Íslands.
2. ^ Benda má á aðgengilega yfirlitsgrein um jarðvegsskán eftir Jayne Belnap (2003), sjá einnig Weber o.fl. 2016 fyrir þá sem vilja fræðast meir.
3. ^ Ástæða er til þess að benda sérstaklega á grein Hólmfríðar Sigurðardóttur um ánamaðka í Náttúrufræðingnum (1994).
4. ^ Esther Marloes Kapinga (2020) gerði rannsóknir á mítlum og mordýrum í uppgræðslutilraun á Geitasandi á Rangárvöllum sem sýna hvernig fjöldi og fjölbreytni þessara dýra eykst eftir því sem vistkerfum vex ásmegin.
5. ^ Helgi Hallgrímsson (2010) hefur ritað ítarlega bók um sveppi og sveppafræði og einnig Bjarni D. Sigurðsson (2015), sem gaf út aðgengilega bók um matarsveppi.
6. ^ Sigurgeir Ólafsson, 2006.
7. ^ Guðmundur Halldórsson, 1989
8. ^ Edda S. Oddsdóttir, 2010.

Frekari fróðleikur:

• Belnap, J., 2003. The world at your feet: desert biological soil crusts. Frontiers in Ecology and the Environment 1:181–189.
• Bjarni D. Sigurðsson 2015. Sveppahandbókin. Mál og menning, Reykjavík.
• Edda S. Oddsdóttir, 2010. Distribution and identification of ectomycorrhizal and insect pathogenic fungi in Icelandic soil and their mediation of root-herbivore interactions in afforestation. Doktorsritgerð við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands, Reykjavík.
• Esther Marloes Kapinga 2020. Samfélög mítla (Acari) og stökkmors (Collembola) í mismunandi gróðurframvindu, 20 árum eftir uppgræðslu á Geitasandi. BS ritgerð, Náttúru- og umhverfisfræði, Landbúnaðarháskóli Íslands, Hvanneyri.
• Guðmundur Halldórsson, 1989. Kálflugan og varnir gegn henni. Fjölrit RALA nr. I34.
• Guðmundur Halldórsson, Oddur Sigurðsson og Erling Ólafsson, 2002. Dulin veröld. Smádýr á Íslandi. Mál og mynd, Reykjavík.
• Helgi Hallgrímsson, 2010. Sveppabókin. Íslenskir sveppir og sveppafræði. Skrudda, Reykjavík.
• Hólmfríður Sigurðardóttir, 1994. Ánamaðkar. Náttúrufræðingurinn 64:139–148. https://timarit.is/page/4273935
• Hörður Kristinsson, 2016. Íslenskar fléttur, Opna, Reykjavík.
• Jeffery, S., C. Gardi, A. Jones, L. Montanarella, L. Marmo, L. Miko, K. Ritz, G. Peres, J. Römbke og W.H. van der Putten (ritstj.) 2010. European Atlas of Soil Biodiversity. European Union, Lúxemborg.
• Sigurgeir Ólafsson, 2006. Rótarflókasveppur. Bændablaðið 2. tbl. 27/1, 2006 https://timarit.is/page/5756533
• Weber, B., B. Büdel, J. Belnap (ritstj.), 2016. Biological Soil Crusts: An Organizing Principle in Drylands. Ecological Studies 226, Springer, Sviss.

Myndir:

• Yfirlitsmynd: U.S. Department of Agriculture. Earthworms, healthy soil. Rawpixel.com https://www.rawpixel.com/image/9647603/earthworms-healthy-soil
• J Brew. (2010, 24. september). Cryptobiotic soil. Flickr. Birt undir CC BY-SA 2.0 leyfi. https://www.flickr.com/photos/brewbooks/5475892304
• Needpix.com. https://www.needpix.com/photo/533416/
• Pixnio.com. https://pixnio.com/flora-plants/fungi-mushrooms/fungus-mushroom-wood-nature-grass-soil-ground-toxic

Þessi text birtist fyrst í bókinni „Mold ert þú“ – Jarðvegur og íslensk náttúra (Ólafur Arnalds, 2023, Iðnú). Textinn er lítillega aðlagaður Vísindavefnum. Bókin öll er aðgengileg á www.moldin.is

Upphafleg spurning Írisar var viðameiri um hlutverk baktería bæði í jarðvegi og í vistkerfum. Jarðvegshlutanum er svarað hér. ...