Regnskogar på infertila våta jordar stödjer mer än hälften av alla växtarter. Buskmarker på infertila torra jordar i sydvästra Australien, skämtsamt kallad "knähöga tropiska regnskogar", stödja ytterligare 20 procent av alla växter. Näringsbrist är den gemensamma nämnaren. I båda ekosystemen samarbetar växter med jordbakterier eller svampar för att samla näringsämnen mer effektivt. Dock, växternas val av mikrobiella lagkamrater påverkar en rad andra växt-jord-interaktioner som hjälper till att förklara varför så olika miljöer är så biologiskt olika, säger Smithsonian-forskare och kollegor i tidskriften, Vetenskap .

Jorden vimlar av bakterier och svampar, vissa sjukdomsframkallande och skadliga, några hjälpsamma. Växter drar fördel av nätverk av svamphyfer och bakterier för att fånga upp kväve, fosfor och andra näringsämnen från sin omgivning.

Beroende på vilka mikrober en växt samarbetar med – kvävefixerande bakterier, mykorrhizasvampar eller inga mikrober alls (vissa växter bildar klusterrötter som inte kräver mikrobiella partners), den upplever positiv eller negativ feedback från andra mikrober i sin omgivning.

Forskare odlade växter i jord förknippad med deras egna eller andra växtarter. De observerade fall av negativ feedback, när växter som odlas i jord från sin egen art mår sämre, och fall av positiv feedback, när de klarar sig bättre. Typen av feedback var relaterad till deras näringsupptagsstrategi. Viktigast, återkopplingarna kan förklara upprätthållandet av buskmarkens höga mångfald.

"Även om dessa resultat kommer från buskmarker som upplever ett medelhavsklimat, de har relevans för vår förståelse av tropisk skogsekologi, eftersom de föreslår att näringsinsamlingsstrategier driver variationsmönster i växt-jord-återkopplingar", sa Ben Turner, personalforskare vid Smithsonian Tropical Research Institute (STRI). "Till exempel, ett stort arbete vid STRI har visat att i låglänta neotropiska skogar, där träd associerar främst med arbuskulära mykorrhizasvampar, den dominerande återkopplingen mellan växter och markmikrober är negativa, dvs. plantor klarar sig sämre när de växer nära vuxna av samma art. I kontrast, i det tropiska höglandet nära Smithsonian Field Station i Fortuna, Panama, vissa trädarter associerar med ektomykorrhizala svampar och dominerar stora skogsområden, föreslår positiva växt-jord-återkopplingar."

Under många år, tropiska biologer har kämpat för att tydligt förklara varför det finns så många arter av regnskogsträd. "Med så många växt- och trädarter i tropikerna, hela utbudet av näringsinsamlingsstrategier som används av alla dessa arter är i stort sett okänt, sa Graham Zemunik, postdoktor vid STRI, "Så en rad växt-jord-återkopplingar, som vi ser i dessa medelhavsklimatiga buskar i Australien, kan också äga rum här."

"I år fick vi ett stort anslag från Simons Foundation som gör att vi kan bygga vidare på vårt 100-åriga arv av tropisk forskning, sade William Wcislo, STRI:s biträdande direktör. "Vi bygger ett team för att integrera genetiska, genomisk, markvetenskap, mikrobiologi och växtvetenskap för att förstå mikrobiomens roll i skalor från enskilda växter till tropiska skogars ekosystem."