Size-trophic spectrum in soil food webs across ecto- and arbuscular mycorrhiza-dominated deciduous forests
एरिबसकुलर और एक्टोमाइकोराइज़ल-प्रधान वनों के बीच सूक्ष्मजीव संसाधन उपयोग में स्पष्ट भिन्नता होने के बावजूद, मृदा खाद्य जाल कुल ऊर्जा प्रवाह में व्यापक रूप से समान प्रदर्शन करते हैं और एक सुसंगत आकार-पोषण स्पेक्ट्रम प्रदर्शित करते हैं जहाँ विशिष्ट संसाधनों से ऊर्जा का संचार विशिष्ट पशु आकार वर्गों में चरम पर होता है।
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वन की सतह के नीचे, दृष्टि से ओझल, जीवन की एक हलचल भरी दुनिया बसी है जो पूरे पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य को संचालित करती है। यह भूमिगत समुदाय एक जटिल नेटवर्क है जहाँ ऊर्जा पौधों और सूक्ष्मजीवों से ऊपर उपभोक्ताओं की परतों तक प्रवाहित होती है, जिसमें सूक्ष्म कृमियों से लेकर बड़े कीट और केंचुए शामिल हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि ऊपर उगने वाले पेड़ों के प्रकार नीचे की मिट्टी को प्रभावित करते हैं। कुछ पेड़ एक प्रकार के कवक (फंगस) के साथ साझेदारी करते हैं, जबकि अन्य दूसरे प्रकार के कवक के साथ साझेदारी करते हैं, और ये साझेदारियाँ इस बात को बदल देती हैं कि पोषक तत्व कैसे चक्रित होते हैं और मृत पत्तियाँ कितनी तेज़ी से सड़ती हैं। एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है: क्या ये अलग-अलग भूमिगत आधार पूरी तरह से अलग खाद्य जाल (फूड वेब) बनाते हैं, या वहाँ रहने वाले जीव एक समान पैटर्न में खुद को व्यवस्थित करने का कोई तरीका खोज लेते हैं, चाहे ऊपर के पेड़ कुछ भी हों? इसे समझने से हमें यह समझने में मदद मिलती है कि वन कैसे कार्य करते हैं और वे पर्यावरण में होने वाले परिवर्तनों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया दे सकते हैं।
इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने डेनमार्क और जर्मनी में बीस-चार युग्मित वन स्थलों की यात्रा की, जहाँ उन्होंने उन जंगलों की तुलना की जो 'आर्बसकुलर माइकोराइज़ल फंगी' के साथ साझेदारी करने वाले पेड़ों के प्रभुत्व वाले थे, उन जंगलों से जो 'एक्टोमाइकोराइज़ल फंगी' के साथ साझेदारी करने वाले पेड़ों के प्रभुत्व वाले थे। उन्होंने केवल जीवों की गिनती नहीं की; उन्होंने यह भी मापा कि प्रत्येक समूह कितनी ऊर्जा का उपभोग करता है और उन्होंने यह भी पता लगाया कि वह ऊर्जा वास्तव में कहाँ से आती है। मिट्टी के जीवों के शरीरों में अमीनो एसिड के रासायनिक हस्ताक्षरों का विश्लेषण करके, टीम यह अंतर कर सकी कि एक जानवर पादप सामग्री, बैक्टीरिया, कवक या अन्य जानवरों को खा रहा था। उन्होंने इस आहार संबंधी डेटा को इस माप के साथ जोड़ा कि प्रत्येक वर्ग मीटर में कितने जीव रहते हैं और उनका वजन कितना है, जिससे वे मिट्टी के खाद्य जाल के माध्यम through ऊर्जा के कुल प्रवाह की गणना कर सके। लक्ष्य यह देखना था कि क्या ऊपर का पेड़ प्रकार भूमिगत ऊर्जा के प्रवाह को निर्धारित करता है, या क्या जीवों का आकार ही इस प्रणाली का वास्तविक वास्तुकार है।
परिणामों ने एक आश्चर्यजनक निरंतरता का खुलासा किया। दोनों प्रकार के वनों के बीच मिट्टी के रसायन विज्ञान और अपघटन दरों में ज्ञात अंतरों के बावजूद, खाद्य जाल के माध्यम से बहने वाली ऊर्जा की कुल मात्रा लगभग समान थी। पौधों, कवक और बैक्टीरिया से आने वाली ऊर्जा का अनुपात भी दोनों प्रकार के वनों में स्थिर रहा। शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि एक प्रकार का वन बैक्टीरिया की ऊर्जा पर अधिक निर्भर करेगा जबकि दूसरा कवक की ऊर्जा पर झुकाव रखेगा, लेकिन डेटा ने ऐसा कोई विभाजन नहीं दिखाया। इसके बजाय, ऊर्जा का वितरण लगभग पूरी तरह से उन जानवरों के शरीर के आकार पर निर्भर था जो उसे खा रहे थे। वन के प्रकार ने खेल के नियम नहीं बदले; बल्कि खिलाड़ी का आकार बदल गया।
जब वैज्ञानिकों ने आकार के विभिन्न समूहों को करीब से देखा, तो एक स्पष्ट और अनुमानित पैटर्न उभर कर आया, जिसे वे 'साइज-ट्रॉफिक स्पेक्ट्रम' कहते हैं। सबसे छोटे जीव, निमेटोड्स (नेमाटोड्स), जो सूक्ष्म गोल कृमि हैं, अपनी अधिकांश ऊर्जा बैक्टीरिया से प्राप्त करते हैं। जैसे-जैसे शरीर का आकार बढ़कर अगले समूह—माइक्रोआर्थ्रोपोड्स जैसे स्प्रिंगटेल्स और माइट्स तक पहुँचा—ऊर्जा का मुख्य स्रोत बदलकर कवक हो गया। अपघटकों (डिकंपोजर्स) का सबसे बड़ा समूह, मैक्रोआर्थ्रोपोड्स जैसे मिलिपिड्स और वुडलिस, मुख्य रूप से पादप सामग्री, विशेष रूप से मृत पत्तियों और जड़ों पर निर्भर थे। अंत में, केंचुए, जो इस प्रणाली में सबसे बड़े अकशेरुकी जीव हैं, कवक और बैक्टीरिया के प्रभुत्व वाले आहार पर वापस लौट आए, जो मिट्टी और उसके भीतर के कार्बनिक पदार्थों का सेवन करते हैं। यह पैटर्न दोनों प्रकार के पेड़ समुदायों के बीच समान रूप से बना रहा।
परजीविता (शिकार), या एक जानवर द्वारा दूसरे को खाने की क्रिया भी इसी आकार-आधारित संरचना का पालन करती थी। सबसे छोटे निमेटोड्स अपने कुल ऊर्जा सेवन के सापेक्ष उच्चतम मात्रा में शिकार करते थे, संभवतः इसलिए क्योंकि वे छोटे जल-भरे स्थानों में रहते हैं जहाँ उनका अन्य छोटे जीवों के साथ बार-बार सामना होता है। जैसे-जैसे जीव बड़े होते गए, शिकार का सापेक्ष महत्व कम होता गया, और फिर से स्थिर हो गया जब वे बड़े मैक्रोआर्थ्रोपोड्स के बीच पहुँचे, जहाँ मकड़ियाँ और सेंटिपीड्स (कनखजूरा) निरंतर शिकारी के रूप में मौजूद रहे। यह सुझाव देता है कि मिट्टी में किसी जानवर का आकार यह बताने का एक मजबूत संकेतक है कि वह क्या खाता है और वह ऊर्जा प्रवाह में कैसे फिट बैठता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि ऊपर के पेड़ मिट्टी की रासायनिक संरचना को बदल सकते हैं, मिट्टी के जीव इन विभिन्न संसाधनों को ऊर्जा के एक सुसंगत प्रवाह में पुनर्गठित करते हैं।
यह खोज भूमिगत दुनिया के प्रति हमारे दृष्टिकोण को बदल देती है। यह सुझाव देती है कि मिट्टी के जीवों का शरीर का आकार उनके पारिस्थितिकी तंत्र में भूमिका का एक विश्वसनीय संकेतक है, जो ऊर्जा प्रवाह के लिए एक सार्वभौमिक मानचित्र के रूप में कार्य करता है। चाहे वह बीच (beech) का जंगल हो या ओक (oak) का जंगल, सबसे छोटे जीव बैक्टीरिया को संसाधित करते हैं, मध्यम आकार के जीव कवक को संसाधित करते हैं, और बड़े जीव पादप कचरे (लिट्टर) को संसाधित करते हैं। यह निरंतरता यह दर्शाती है कि यदि हम मिट्टी के नमूने में जीवों के आकार के वितरण को जानते हैं, तो हम प्रत्येक प्रजाति को जाने बिना भी यह अनुमान लगा सकते हैं कि उस प्रणाली के माध्यम से ऊर्जा कैसे प्रवाहित हो रही है। यह वन के स्वास्थ्य को समझने का एक नया तरीका प्रदान करता है, जो जीव समुदाय की भौतिक संरचना को अपघटन और पोषक तत्वों के चक्रण जैसी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं से सीधे जोड़ता है जो जंगल को जीवित रखती हैं।
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