Slaptas miškas po mūsų kojomis: mokslininkus pribloškė nematomo grybų pasaulio mastas

Šios požeminės struktūros, vadinamos arbuskulinėmis mikorizinėmis grybų tinklų sistemomis, veikia kartu su dauguma pasaulio sausumos augalų, aprūpindamos juos azotu ir fosforu mainais už anglį. Dabar pirmasis pasaulinis šio grybų tinklo žemėlapis atskleidė, kur jų sudėtingos šakotos struktūros yra tankiausiai išsidėsčiusios.

Aukštikalnių ar užliejamose pievose – pavyzdžiui, Floridos Everglades – viršutinis 15 cm dirvožemio sluoksnis yra ypač tankus ir jame yra apie 40 proc. pasaulinės grybų biomasės. Tai pabrėžia, kad netrikdomos pievos yra esminis ir patikimas anglies dioksido šaltinis, teigiama tyrime, kuris buvo paskelbtas žurnale „Science“.

„Tai tankiausias grybų miškas Žemėje, ir jis yra po laukinėmis pievomis“, – pasakoja pagrindinis tyrimo autorius, evoliucinis biologas Justinas Stewartas iš Požeminių tinklų apsaugos draugijos (SPUN): mokslinio tyrimo organizacijos, kuri specializuojasi grybų, sudarančių simbiotinius santykius su augalais, srityje. – Tai keičia tai, kaip mes diskutuojame apie gyvybės pasiskirstymą Žemėje.“

„Tikiuosi, kad tai prisidės prie diskusijų dėl jų apsaugos, nes natūralios pievos nyksta gana sparčiai, – priduria jis. – Tai teritorijos, kurias žmonės tiesiog išrauna, nes išrauti žolę yra kur kas lengviau nei išrauti medį.“

Pavyzdžiui, žemėlapis parodė, kad kai kurios žemės ūkio praktikos naikina šį požeminį tinklą – dirvožemio viršutinis sluoksnis dirbamose žemėse vidutiniškai yra maždaug 50 proc. retesnis.

Arbuskulinės mikorizinės grybų kolonijos susideda iš mažų šakotų gijų, vadinamų hifais. Šie hifų tinklai sudaro dvipusės krypties kanalus, per kuriuos maistinės medžiagos ir anglis atitinkamai patenka į augalus ir iš jų išsiskiria. Dėl to grybai sugeria didžiulius anglies kiekius. Vienas vertinimas parodė, kad jie kasmet sugeria apie 3,9 mlrd. tonų anglies dioksido ekvivalento, o tai sudaro maždaug 11 proc. pasaulinių iškastinio kuro emisijų 2021 m.

Nors šie grybai yra būtini Žemės sveikatai, nebuvo žinoma, kaip jie pasiskirstę po pasaulį. „Tai tarsi sakyti, kad žinome, jog kasdien Žemėje važiuoja 100 milijonų automobilių, bet neturime jokios idėjos, koks kelių tinklas tai leidžia“, – teigia J. Stewartas.

Siekdami sudaryti pirmąjį pasaulinį žemėlapį, atspindintį hifų tinklų pasiskirstymą ir tankį, J. Stewartas ir jo kolegos surinko duomenis iš 16 669 dirvožemio mėginių, paimtų per 322 ankstesnius tyrimus. Šie mėginiai suteikė duomenų apie hifų tankį, gautų tiek atliekant lauko tyrimus, tiek eksperimentus vazonuose, o lauko mėginiai apėmė visus žemynus ir devynis biomus.

Tada komanda, naudodama dirbtinį intelektą, prognozavo arbuskulinės mikorizės grybų pasiskirstymą kiekviename viršutinio dirvožemio kvadratinio kilometro plote visame pasaulyje, remdamasi informacija apie klimatą, dirvožemio cheminę sudėtį, augmeniją ir hifų tankį.

Mokslininkai nustatė, kad viršutiniame dirvožemyje vidutinis hifų tankis yra 4,4 metro kubiniame centimetre. Jei visi hifai būtų išdėstyti tiesia linija, mokslininkai apskaičiavo, kad jie apimtų maždaug 110 kvadrilijonų kilometrų. Tai beveik milijardą kartų didesnis atstumas nei nuo Žemės iki Saulės, arba apie 10 proc. mūsų Paukščių Tako galaktikos pločio.

Didžiausias tankis buvo laukinėse pievose – 6,6 metro kubiniame centimetre, o mažiausias – kultivuojamose miškų vietovėse – 3,8 metro kubiniame centimetre. Nors komanda negalėjo tiksliai nurodyti, kokios žemės ūkio praktikos turėjo didžiausią įtaką hifų tankiui, fungicidai bei fosforo ir azoto trąšos galėtų paaiškinti santykinį retumą dirbamos žemės viršutiniame sluoksnyje, teigia tyrimo autoriai.

Kai kuriuose pasaulio regionuose – pavyzdžiui, atogrąžų miškuose ir dykumose – reikia atlikti daugiau mėginių ėmimų, kad būtų sumažintas žemėlapio neapibrėžtumas. J. Stewartas sako, kad mokslininkai aktyviai dirba, siekdami užpildyti šias spragas. „Per artimiausius penkerius metus šis žemėlapis bus atnaujintas, ir mes turėsime aiškesnį vaizdą apie šių grybų paplitimą“, – teigia jis.

Pasaulinis arbuskulinės mikorizės grybų tinklo tankio ir biomasės žemėlapis buvo labai reikalingas ir gali padėti sukurti efektyvesnes strategijas biologinės įvairovės išsaugojimui ir atkūrimui, žemės ūkio valdymui ir klimato kaitos švelninimui, sako arbuskulinės mikorizės grybų ekspertė Andrea Genre iš Turino universiteto Italijoje, nedalyvavusi tyrime.

Šis novatoriškas tyrimas „padaro dalį nematomo matomu“, teigia Prancūzijos Kot d'Azur universiteto augalų mokslininkas Edouardas Evangelisti, taip pat nedalyvavęs tyrime. Anot jo, šis žemėlapis yra svarbus etapas ir atveria duris šių milžiniškų požeminių tinklų funkcinės svarbos tyrimams – pavyzdžiui, sausros tolerancijos ir atsparumo ligoms. Taip pat reikia ištirti šių grybų dinamišką pobūdį.

„Gyvų hifų gausa yra svarbi, tačiau anglies ciklo atžvilgiu mums taip pat reikia žinoti, kaip greitai šie hifai auga, miršta ir prisideda prie stabilaus anglies kiekio dirvožemyje“, – teigia specialistas.