Старший научный сотрудник Южно-Сибирского ботанического сада Алтайского государственного университета, кандидат биологических наук Евгений Давыдов выступил соавтором масштабного международного проекта, результаты которого опубликованы в авторитетном журнале Nature Communications (2026). Исследование, объединившее усилия более 150 ученых из 32 стран, впервые в глобальном масштабе раскрыло, как структура ландшафта влияет на распространение и разнообразие патогенных грибов в почве – скрытой, но критически важной угрозы для мирового сельского хозяйства и экосистем.
От локальной пробы до глобальной закономерности
Исследование базировалось на анализе 511 образцов почвы, собранных на 290 участках по всему миру – от тропических лесов до лугов умеренного пояса. Ученые применили комплексный подход, сочетая анализ ДНК почвенных грибов (метод eDNA), данные дистанционного зондирования Земли и сложные статистические модели (GAMLSS, GDM, PLSPM). Ключевым новшеством стал расчет индекса ландшафтной сложности, который объединил восемь метрик – от плотности границ между экосистемами до разнообразия типов ландшафта на шести пространственных масштабах (от 250 метров до 10 километров вокруг точки отбора проб).
«Важно было не просто констатировать наличие комплекса видов грибов в почве, а понять, как антропогенное изменение ландшафта - распашка земель, фрагментация лесов - меняет их сообщества на глобальном уровне. Предоставленные мной данные касались эталонных природных ландшафтов умеренного пояса и собраны в основном на территории Тигирекского заповедника», – комментирует Евгений Давыдов.
Почему это важно для каждого?
Почвенные патогенные грибы – невидимые, но разрушительные агенты. Они вызывают заболевания растений, приводя к ежегодной потере 10–16% мирового урожая, что оценивается в экономический ущерб до 220 миллиардов долларов США. Понимание того, где, почему и при каких условиях эти микроорганизмы процветают, – ключ к продовольственной безопасности и сохранению природных экосистем.
Новизна работы заключается в том, что ранее ученые фокусировались в основном на локальных факторах: климате, кислотности почвы (pH) или содержании углерода. Новое исследование доказало, что ландшафтный фактор является вторым по значимости (объясняя до 23,4% вариаций разнообразия), уступая только свойствам самой почвы.
Ключевые выводы, полученные в работе
Природа сдерживает угрозу. Увеличение доли природных территорий (лесов и лугов) снижает разнообразие патогенов. Это эффект «разбавления»: в естественных экосистемах высокое разнообразие растений, которые не дают специфичным к определенному хозяину грибам массово размножаться.
Парадокс полей. Вопреки ожиданиям, увеличение площади сельхозугодий повышает риск распространения грибов на планете (за исключением лугов, где интенсивная агрохимия подавляет их). Монокультуры создают идеальную среду для накопления специализированных патогенов.
Эффект масштаба
Одним из важнейших открытий стала зависимость эффекта от масштаба.
В лесных экосистемах влияние того, что происходит за пределами леса, на грибы внутри леса ослабевает по мере удаления от опушки. Если вы изучаете грибы в глубине леса, то, что творится в радиусе 10 км (поля, вырубки, луга), влияет на них слабее, чем то, что происходит в радиусе 500 м – 2 км. Лес сам по себе создает стабильный микроклимат, и его внутренняя среда «буферизирует» внешние воздействия.
В открытых травянистых экосистемах (луга, степи) – картина противоположная. Чем больше масштаб, тем сильнее влияние ландшафта. То есть если вы изучаете грибы на конкретном луговом участке, то происходящее в радиусе 5 –10 км (распашка соседних полей, выпас скота, вырубка лесополос), оказывает на них существенное влияние.
«Участие в таком консорциуме – это возможность проверить наши локальные гипотезы о влиянии различных факторов на разнообразие грибов на Алтае на глобальном уровне. Данные, собранные в том числе и на территории России, помогли сформировать выводы о том, что для степных и луговых экосистем управление ландшафтом должно быть особенно бережным: любые изменения на больших пространствах моментально отразятся на фитосанитарной обстановке», – отмечает Евгений Давыдов.
Вклад в практику
Работа имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение. Ее результаты дают конкретные рекомендации для планирования сельскохозяйственных ландшафтов и лесного хозяйства: поддержание сложной, мозаичной структуры угодий с вкраплениями естественной растительности способно естественным образом сдерживать вспышки заболеваний, снижая зависимость от химических средств защиты растений.
Почему это важно для Алтайского края
Алтайский край – регион с огромными площадями степных и лесостепных ландшафтов, интенсивным сельским хозяйством и высокой распаханностью земель. Если для лесов Алтая ландшафтные изменения на больших расстояниях могут быть не столь критичны, то для равнинных лугов и степей, где расположены основные сельхозугодья, влияние масштабных изменений землепользования (увеличение полей, исчезновение лесополос, осушение) будет максимальным. Это прямо касается фитосанитарной безопасности региона: чем больше масштаб антропогенной трансформации ландшафта в степи, тем сильнее могут меняться сообщества почвенных грибов, включая патогенные, влияющие на урожай.
Публикация в Nature Communications подтверждает высокий международный статус научной школы Алтайского государственного университета и признание вклада его ученых в решение глобальных проблем современной экологии и микробиологии.