Біокірки (біологічні кірки ґрунту, ) — поверхневі угруповання ціанобактерій, мікроводоростей, лишайників, мохоподібних та гетеротрофних мікроорганізмів (бактерій, грибів, архей), які утворюють суцільний живий шар у верхніх 2 см ґрунту в посушливих і напівпосушливих регіонах світу. Ці угруповання скріплюють часточки ґрунту виділюваними позаклітинними полісахаридами, утворюючи щільну «кірку», через що отримали свою назву.

Склад і розвиток Біокірки мають сукцесійний (стадійний) розвиток: від піонерних ціанобактеріальних матів на початкових стадіях колонізації субстрату до складних угруповань за участю мохоподібних і лишайників на пізніших стадіях. Гетеротрофні мікроорганізми — бактерії, гриби та археї — доповнюють автотрофну (ціанобактеріальну, водоростеву) основу угруповання.

Поширення Біокірки трапляються на поверхні ґрунту переважно в аридних і напіваридних екосистемах (посушливих регіонах, ), де вони можуть вкривати до 70 % поверхні ґрунту, не зайнятої судинними рослинами.

Екологічні функції

Контроль ерозії Біокірки відіграють ключову роль у запобіганні вітровій та водній ерозії, скріплюючи частинки ґрунту мережею філаментів і гіф та виділюваними позаклітинними полімерними речовинами. Це змінює фізико-хімічні властивості поверхні ґрунту, підвищуючи її стійкість до ерозії.

Фіксація азоту Ціанобактерії у складі біокірок здійснюють біологічну фіксацію атмосферного азоту, підвищуючи родючість бідних аридних ґрунтів. За оцінками для плато Колорадо (США), обсяг фіксації азоту становить від приблизно 1,3 кг N/га/рік у "світлих" ціанобактеріальних кірках до 9 кг N/га/рік у "темних" кірках за участю ціанолишайників.

Утримання вологи Формуючи мікрорельєф поверхні, біокірки покращують інфільтрацію та утримання води в посушливих екосистемах, зменшують поверхневий стік і сприяють поповненню запасів підземних вод.

Вплив на судинні рослини Вплив біокірок на проростання й ріст судинних рослин залежить від їхнього складу: кірки з переважанням мохоподібних, як правило, сприяють росту рослин, тоді як кірки з переважанням лишайників частіше пригнічують проростання насіння.

Значення для сільського господарства та відновлення земель Біокірки розглядаються як інструмент регенеративного землеробства та відновлення деградованих і порушених земель, зокрема територій після видобувної діяльності. Штучне внесення матеріалу біокірок (так зване інокулювання) на оголений верхній шар ґрунту прискорює природне відновлення угруповання на таких ділянках.

Потенційне значення для тераформування У контексті гіпотетичної тераформування Марса біокірки розглядаються як можлива модель для перших етапів екологічного інженерингу поверхні: угруповання за участю ціанобактерій, водоростей, лишайників, грибів і мохоподібних потенційно могли б розпочати перетворення токсичного та позбавленого органіки марсіанського реголіту на субстрат, придатніший для життя, за аналогією з роллю біокірок у відновленні деградованих аридних ґрунтів на Землі. Це питання розглядається в ширшому контексті досліджень напряму «Гриби в космосі».

Див. також Ерозія ґрунту

Примітки