Nature：真菌担当热带雨林多样性保护者
牛津大学和谢菲尔德大学的研究人员发现，真菌通过侵害热带雨林的优势树种，来管理热带雨林的多样性。真菌能够在相同物种密密麻麻的植物之间快速地蔓延，阻止它们占主导地位，并使许多各种不同的物种能够茂盛生长。相关文章发表于2014年1月22日的《Nature》杂志上。
Nature：真菌担当热带雨林多样性保护者
牛津大学动物学系的Owen Lewis博士指导了这项研究，他说：“在植物世界里，近亲属是坏邻居。靠近相同物种植物生长的幼苗更容易死亡，现在我们知道了这其中的原因。长期以来，研究人员怀疑是土壤中的一些东西引起了这种现象，现在我们证实，真菌起着至关重要的作用。我们惊讶的发现，微小的真菌，能够对整个热带雨林产生如此深远的影响。
“真菌能够阻止任何一个物种占据雨林的主导地位，因为它们很容易在相同物种的植物和幼苗之间传播。如果一个物种的许多植物在相同的地方生长，真菌就会迅速减少它们的种群规模，调整‘生长场地’以给更稀有的物种一个生长机会。用杀真菌剂喷洒试验样区后，许多其它物种被损害，试验区很快就被少数几个物种占据，导致多样性的显著下降。”
研究人员在伯利兹城ChIQuibul森林保护区的36个监测站，调查幼苗样区。这项研究是由英国牛津大学和谢菲尔德大学的科学家们完成，得到英国自然环境研究委员会(NERC)的资助。
在17个月的时间里，研究人员每周分别用水、杀虫剂或杀真菌剂喷洒实验样区。他们发现，杀真菌剂Amistar®对多样性造成了沉重的打击，使物种的有效数量减少了16%。而杀虫剂并没有改变现存物种的组分，对多样性整体没有影响。
谢菲尔德大学的Rob Freckleton教授共同指导了这项研究，他说：“我们预料，将真菌和昆虫都去除后，会对树种产生影响。然而，令人没想到的是，去除真菌影响了多样性，但是去除昆虫却不会。我们的这项研究是第一次揭开了不同天敌的影响。”
科学家们曾经怀疑，真菌样的微生物——称为卵菌(oomycetes，是一种跟真菌很相似的真核微生物)也可能在雨林多样性管理中发挥作用，但现在看来这不太可能。
埃克塞特大学的Sarah Gurr教授(以前在牛津大学工作)说：“卵菌是强有力的病原体，可导致种子和幼苗的腐烂，是1840年马铃薯大饥荒的原因。为了弄清它们是否也在促进热带雨林生物多样性中发挥作用，我们用黄金霜疫霉病试验(Ridomil Gold®，保护植物对抗卵菌)喷洒试验样区。我们发现，Ridomil Gold®对现有物种的数量没有显著的影响，这表明，是真正的真菌而不是卵菌，推动了热带雨林的多样性。”
这研究结果表明，真菌在热带雨林的生物多样性维持过程中，起着至关重要的作用，它们能够防止一些非常有竞争力的物种占据主导地位。这有助于解释“为什么热带雨林比温带森林更加的多样化”。
本文的第一作者Robert Bagchi博士在牛津大学开始了这项研究，并在苏黎世联邦理工学院完成该研究，他说：“我们怀疑，在更潮湿和更热的地区，真菌的作用最强，因为在那里它们生长繁茂。这对‘雨林将如何应对气候变化(常常被预测来降低总体降雨，使真菌更难传播)’具有重要的意义。如果没有真菌约束物种，我们可以看到显著的连锁效应，会失去许多的多样性，而正是多样性才使热带森林如此的特别。”
原文摘要：
Pathogens and insect herbivores drive rainforest plant diversity and composition
Robert Bagchi, Rachel E. Gallery, Sofia Gripenberg, Sarah J. Gurr, Lakshmi Narayan, Claire E. Addis, Robert P. Freckleton & Owen T. Lewis
Tropical forests are important reservoirs of biodiversity, but the processes that maintain this diversity remain poorly understood. The Janzen–Connell hypothesis suggests that specialized natural enemies such as insect herbivores and fungal pathogens maintain high diversity by elevating mortality when plant species occur at high density (negative density dependence; NDD). NDD has been detected widely in tropical forests, but the prediction that NDD caused by insects and pathogens has a community-wide role in maintaining tropical plant diversity remains untested. We show experimentally that changes in plant diversity and species composition are caused by fungal pathogens and insect herbivores. Effective plant species richness increased across the seed-to-seedling transition, corresponding to large changes in species composition. Treating seeds and young seedlings with fungicides significantly reduced the diversity of the seedling assemblage, consistent with the Janzen–Connell hypothesis. Although suppressing insect herbivores using insecticides did not alter species diversity, it greatly increased seedling recruitment and caused a marked shift in seedling species composition. Overall, seedling recruitment was significantly reduced at high conspecific seed densities and this NDD was greatest for the species that were most abundant as seeds. Suppressing fungi reduced the negative effects of density on recruitment, confirming that the diversity-enhancing effect of fungi is mediated by NDD. Our study provides an overall test of the Janzen–Connell hypothesis and demonstrates the crucial role that insects and pathogens have both in structuring tropical plant communities and in maintaining their remarkable diversity.
