Para a maioria dos humanos, o fogo simboliza destruição e morte. No entanto, a natureza muitas vezes se adapta ao fogo e pode manejá-lo como uma força criativa. Por exemplo, nas savanas de pinheiros do sudeste dos EUA, o fogo atua como uma crisálida da qual pastagens e florestas espalham novos caules e abrem folhas frescas.

Jacob Hopkins, um estudante de pós-graduação do Kansas Biological Survey e do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da University of Kansas, pesquisa como um aliado oculto ajuda as plantas e árvores neste ecossistema a prosperar com o fogo:os fungos que vivem no solo e entre as folhas em decomposição e matéria vegetal sobre o solo, chamado de ninhada.

"Nas savanas dos pinheiros, pensamos no fogo como um botão de reset, ", Disse Hopkins." Isso impede que os pinheiros assumam o controle e pode impedir a entrada de espécies invasoras. Rejuvenesce o ecossistema, e depois que o ecossistema queima, vemos uma diversidade maior de espécies - principalmente espécies de pastagens. "

Com a recém-anunciada Bolsa de Pesquisa de Pós-Graduação da National Science Foundation, Hopkins passará os próximos anos investigando a relação entre o fogo e a forma como os fungos e as plantas nas savanas de pinheiros se apóiam, apelidado de "mutualismos". As bolsas de estudo de pós-graduação da NSF pagam a estudantes americanos US $ 34, 000 por ano mais US $ 12, 000 subsídio para despesas de educação ao longo de três anos.

"Um mutualismo planta-fungo é quando uma espécie de fungo micorrízico forma uma associação com as raízes de uma planta hospedeira, "Disse Hopkins." Frequentemente haverá uma troca de recursos entre os dois. Com espécies de pastagens, os fungos fornecem fósforo às plantas e, em troca, recebem carbono ou açúcar. Mas também vemos mutualismos em árvores, onde as árvores obtêm nitrogênio de fungos e fungos, por sua vez, receber carbono ou açúcar. Formar essas associações pode ajudar as plantas a resistir a ataques de insetos ou patógenos, ou pode aumentar a capacidade competitiva da planta para crescer em um ecossistema. "

O trabalho de Hopkins incluirá estudos de campo de savanas de pinheiros no sudeste americano, onde ele avaliará as comunidades de plantas e solo antes e depois da queima, e veja como os mutualismos planta-fungo promovem o equilíbrio e a adaptação ao fogo no ecossistema.

"Eu fui para a Geórgia várias vezes, "ele disse." Nós pegamos núcleos de solo de diferentes parcelas que pré-selecionamos para monitorar a diversidade bacteriana e fúngica. Estamos analisando a decomposição de resíduos vegetais por fungos, bactérias, bem como alguns microrganismos. Com sacos de decomposição, estamos olhando para queimado versus não queimado - ou como diferentes frequências de fogo podem afetar a capacidade de decomposição dos fungos e como o mesmo lixo vegetal atua como combustível para locais futuros. "

O estudante de graduação da KU disse que as savanas de pinheiros não são apenas cientificamente profundas, mas bonito de se ver.

"Você verá essas árvores gigantes - algumas têm mais de 600 anos e têm os maiores troncos que você já viu em uma árvore de vários andares, "Disse Hopkins." Bem ao lado dele, existem plantas de pastagem comparativamente pequenas. Muitas vezes encontraremos tocas de tartaruga Gopher, uma espécie ameaçada. Lá estão os pica-paus de crista vermelha - um pássaro realmente bacana. Veremos cascavéis por aí às vezes. Há tanta diversidade floral e faunística que você sempre vê algo novo e aprende algo apenas observando. É um bom lugar para buscar ideias para experimentos futuros. Você diz, 'Oh, Eu nunca vi isso antes! ' Você pode encontrar muita inspiração científica por aí. "

De volta a Lawrence, Hopkins conduzirá testes em amostras para determinar o que constitui a comunidade de micróbios e plantas das savanas de pinheiros; para descobrir se existem mutualismos planta-microbianos adaptados pós-fogo; para ver se os mutualistas impulsionam mudanças na composição do lixo e dos combustíveis produzidos; e descobrir se o fogo favorece mutualismos planta-fungos que inibem a decomposição.

Parte do trabalho incluirá a análise genética do vasto número de fungos presentes no solo, muitos dos quais permanecem não descritos pela ciência. Em apenas uma amostra, Hopkins disse que pode haver milhares de espécies.

"A partir do sequenciamento, eles encontraram cerca de 12, 000 táxons - alguns podem ser da mesma espécie, mas ainda há muita diversidade lá, "disse ele." Podemos identificar cerca de mil deles, apenas 1/12 das amostras poderíamos dar o nome de uma espécie. Em geral, podemos nunca ser capazes de alcançar e colocar um nome para cada espécie. "

A nova bolsa NSF de Hopkins permitirá a pesquisa, além de ajudar com as mensalidades e despesas enquanto trabalha para um doutorado sob a orientação de Benjamin Sikes, Professor assistente de ecologia e biologia evolutiva da KU e cientista sênior do Biological Survey.

"Meu laboratório está explorando como o fogo pode mudar as comunidades microbianas do solo e alterar as taxas de decomposição microbiana de novos combustíveis, "Sikes disse." Esses dados parecem mostrar feedbacks positivos, com micróbios pós-incêndio retardando a decomposição, aumentando o acúmulo de novo combustível e, portanto, o potencial para incêndios subsequentes. O trabalho proposto por Jacob concentra-se em feedbacks indiretos que podem ser igualmente importantes. Meu grupo havia pensado em feedbacks indiretos, mas não se concentrou explicitamente em mutualistas de plantas. Sua hipótese é que o fogo pode deslocar mutualistas de plantas, como fungos micorrízicos e bactérias fixadoras de nitrogênio, alterando assim a produção e composição de novos combustíveis. Esses efeitos são essenciais para quantificar porque eles podem neutralizar ou exacerbar os efeitos de feedback direto, melhorando assim nosso conhecimento da ecologia do fogo e previsões para o manejo do fogo. "

Ao explorar questões sobre mutualismos plantas-fungos e savana de pinheiros adaptada ao fogo, Hopkins disse que espera obter seu doutorado nos próximos três ou quatro anos.

"Eu gostaria de me tornar professor e pesquisador, "disse ele." Gostei de observar como os diferentes componentes dos ecossistemas podem trabalhar juntos, e se o fogo está alterando as populações microbianas. Como isso afetará o desempenho das plantas ou afetará a decomposição dos resíduos vegetais? Qual é o quadro geral? Eu gostaria de prosseguir com o ensino e divulgação ao mesmo tempo - isso é tão importante. "