Во время прогулки по Западным Гатам после сезона дождей можно заметить влажную почву и молодые саженцы под сенью высоких деревьев. Хотя каждое дерево кажется самостоятельным, стремящимся к солнечному свету, под землей происходит совершенно иной процесс.
Мелкие грибные нити распространяются по почве, устанавливая симбиотические связи с корнями деревьев. Эти грибы способствуют поиску воды и питательных веществ для деревьев, в то время как деревья обеспечивают грибы пищей. Некоторые из этих грибных нитей могут соединять соседние растения, что привело к появлению названия «Wood Wide Web».
Неожиданный обмен между корнями деревьев
Деревья используют солнечный свет для производства сахаров посредством фотосинтеза, однако получение необходимых элементов из почвы требует другого подхода. Здесь в игру вступают грибы. Их микроскопические нити проникают в мельчайшие полости почвы, недоступные для корней деревьев. Они помогают растениям усваивать такие элементы, как азот и фосфор, а также улучшают доступ к воде.
Взамен деревья снабжают грибы углеродсодержащими сахарами. Ученые называют эти взаимодействия микоризными ассоциациями. Грибные нити, известные как гифы, могут формировать обширную сеть, называемую мицелием. Некоторые грибы одновременно связаны с несколькими растениями, потенциально объединяя их корни в так называемые общие микоризные сети.
Интересен сам факт этих связей, но остается неясным, регулярно ли одно дерево поддерживает другое.
Как ученые начали картировать Wood Wide Web
В 2019 году международная группа исследователей, включая ученых из Стэнфордского университета и ETH Zurich, приступила к изучению мест возникновения различных партнерств между деревьями и грибами по всему миру. Они проанализировали данные из более чем 1,1 миллиона лесных участков в свыше 70 странах, охватывающих более 28 000 видов деревьев.
При помощи компьютерных моделей они смогли отобразить распределение основных типов партнерств корней деревьев, включая те, что включают грибы и азотфиксирующие бактерии. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что эти взаимоотношения зависят от климата. Например, в более прохладных регионах влияет на процветание грибных партнеров способ разложения опавших листьев и другого органического материала.
Результаты выявили глобальные закономерности под лесным полом, а также подняли вопросы о том, как изменения температуры и количества осадков могут повлиять на зависимости деревьев от этих партнерств. Важно отметить, что ученые картировали общие закономерности ассоциаций, но не отслеживали отдельные грибные нити, связывающие конкретные деревья.
Помогают ли старые деревья молодым
Возможно, самой захватывающей концепцией, связанной с Wood Wide Web, является идея «материнского дерева» — крупного, старого дерева, которое питает близлежащие саженцы через общие грибные соединения. Представьте себе маленький саженец, борющийся за свет под густым пологом леса.
Исследования показали, что материалы иногда перемещаются между растениями, связанными грибными сетями. Однако наблюдение за движением само по себе не доказывает, что зрелое дерево намеренно помогает саженцу, или что этот перенос делает молодое растение здоровее.
В 2023 году исследователи проанализировали работы о общих микоризных сетях в Nature Ecology & Evolution. Они предупредили, что некоторые популярные утверждения распространились дальше, чем позволяли доказательства. В частности, они не обнаружили опубликованных рецензируемых доказательств того, что взрослые деревья избирательно направляют ресурсы или сигналы тревоги своим собственным потомкам через эти сети.
Таким образом, подземные партнерства существуют, но популярный образ лесов, заботящихся друг о друге как семья, остается недоказанным.
Что происходит, когда почва в лесу нарушается
Рассмотрите тропические леса Западных Гатов, салатные леса центральной и восточной Индии или горные леса Гималаев. Климат, почва и деревья в этих местах различаются, как и организмы, живущие вокруг их корней. Глобальное исследование 2019 года дает представление о том, где могут возникать различные партнерства, но оно не может точно указать, какие деревья связаны под какой-либо конкретной индийской лесной зоной.
Поэтому изучение местных почв и грибов имеет большое значение. Здоровье леса зависит от гораздо большего, чем то, что видно над землей. Подземные организмы помогают деревьям получать питательные вещества, поддерживают переработку органических остатков и влияют на реакцию растений на меняющиеся условия. Когда леса вырубают или нарушают почву, эти связи также могут быть разрушены. Понимание этих процессов может помочь ученым более тщательно подходить к восстановлению деградированных земель и защите существующих лесов.
В следующий раз, когда вы будете гулять среди деревьев, обратите внимание на почву под ними. Там скрываются тысячи живых связей, выполняющих жизненно важную работу, пока ученые продолжают выяснять, как они функционируют. Защита леса начинается с понимания жизни, которую мы можем видеть, и жизни, которую мы не видим.
