Какво знаем за подземните гъбни мрежи, които свързват дърветата в гората

В популярните текстове горите често се описват като подземен „интернет“: майчини дървета хранят разсада и предупреждават съседите си през мрежа от гъби. Част от тези твърдения имат научна основа, други не. През 2023 г. две рецензирани публикации прегледаха доказателствата: на екип начело с Джъстин Карст в Nature Ecology & Evolution и на учени от Шведския университет по селскостопански науки в New Phytologist. И двете стигнаха до извода, че знанията са по-малко и по-несигурни, отколкото звучи в медиите (Nature Ecology & Evolution, New Phytologist). Учени от Института „Вайцман“ в Израел, швейцарския институт Agroscope и Университета в Базел отговориха, че фактите за подземния пренос на въглерод са стабилни и се натрупват (Open Research Europe).

Какво е обща микоризна мрежа

Микоризата е съжителство между корените на растенията и гъбите. Обща микоризна мрежа (CMN) се образува, когато гъбните нишки, хифите, свържат корените на няколко растения от един и същ или от различни видове под земята (Nature Ecology & Evolution). Самото съжителство е сред най-старите, най-широко разпространените и най-важните взаимодействия в земния живот (Open Research Europe). Спорът не е за това, че микоризата съществува, а за това какво се пренася през общите мрежи и колко значимо е това.

Какво показват полевите опити

Преносът на въглерод между растения през такава мрежа е показан в лаборатория още преди повече от половин век, а по-късно и на терен, твърдят защитниците на идеята (Open Research Europe). Опит с белязан въглерод на ниво корона в умерена гора, публикуван в Science през 2016 г. от учени от Университета в Базел и Института „Паул Шерер“, показва, че въглеродът, усвоен от 40-метрови смърчове, преминава към съседни буки, лиственици и борове през застъпващите се коренови пространства (Science). Сигналите от смесването на изотопите сочат двупосочен пренос между видовете, подпомаган от общите ектомикоризни мрежи, който е бил 40% от въглерода във фините корени, около 280 кг на хектар годишно. Авторите заключават, че дърветата могат да взаимодействат по по-сложен начин, включително със значителна размяна на въглерод.

Защитниците на идеята добавят и други примери: картографирана архитектура на мрежи и пренос на въглерод от зрели дървета към разсад (Open Research Europe).

Какво оспорват критиците

Прегледът на Карст и съавтори в Nature Ecology & Evolution от 2023 г. проверява три често повтаряни твърдения. Първото е, че общите мрежи са широко разпространени в горите, а второто, че ресурси се пренасят през тях и подобряват развитието на разсада. Те са недостатъчно подкрепени, защото резултатите от полеви изследвания варират твърде много, имат алтернативни обяснения или са прекалено ограничени, за да се обобщават (Nature Ecology & Evolution). Третото твърдение е, че зрелите дървета предпочитат да изпращат ресурси и защитни сигнали на потомството си. За него авторите не намират никакво рецензирано публикувано доказателство.

Анализът на цитиранията показва още нещо. Неподкрепените твърдения са се удвоили през последните 25 години, а предпочитанието да се цитират положителните ефекти може да затъмнява разбирането ни за мрежите (Nature Ecology & Evolution). Авторите заключават, че знанията са прекалено оскъдни и неустановени, за да се използват при управлението на горите.

Втори преглед, на Хенриксон и съавтори от Шведския университет по селскостопански науки в Умео, публикуван в New Phytologist също през 2023 г., разглежда конкретно „хипотезата за майчиното дърво“. Основополагащи публикации твърдят, че микоризните гъбни мрежи могат да разпределят въглерод между растенията, а това е подхранило популярния разказ за майчините дървета, според които високите дървета поддържат растежа на разсада (New Phytologist). Разказът е спорен в научната общност. Авторите му проверяват какво е известно за въглеродния обмен на ектомикоризата и за възобновяването на горите, а после преглеждат данните и изводите от публикациите, на които се опира хипотезата. Изотопното маркиране е особено подходящ метод за проследяване на потоците на елементи в екосистемите, но сложността на симбиозата, ниските прагове на откриване и малките разлики между въглеродните изотопи при биологичните процеси могат да доведат до изводи, основани на минимални промени в състава, а това подвежда. Авторите заключават, че доказателство за значителен нетен пренос на въглерод през мрежи, който да е от полза за получателите, още липсва. Според тях ролята на гъбите като „тръбопровод“ за въглерод между дърветата трудно се съгласува с каквото и да е предимство за самите гъби. Хипотезата не се подкрепя и от моделите на възобновяване на бореалната гора, нито съответства на разбирането за физиологичните механизми, които управляват микоризната симбиоза.

Какво отговарят защитниците

В статия в Open Research Europe от 2023 г. Тамир Клайн, първият автор и на опита от 2016 г., и колегите му от Института „Вайцман“, Agroscope и Университета в Базел признават, че прегледът на Карст е ценна критика, която предупреждава за прекалено тълкуване и за предпочитане на положителните цитати (Open Research Europe). Те отбелязват и че според този преглед има доказателства за движение на въглерод между растения, но значението на мрежите остава неясно. Самите те пишат, че фактическите доказателства за подземен пренос на въглерод през мрежите са стабилни и се натрупват.

И двете страни приемат, че въглеродът се движи между растения. Разликата е в това дали този пренос е достатъчно голям, нетен и полезен за получателите, за да обяснява поведението на горите.

Какво още не знаем

Остава отворен въпросът дали пренесеният въглерод променя оцеляването на разсада в реални гори. За твърдението, че зрелите дървета предпочитат собствените си потомци, критиците не намират публикувани доказателства (Nature Ecology & Evolution). Не е ясно и каква част от измерения пренос е нетна и полезна за получателя (New Phytologist). Докато тези въпроси стоят отворени, ефектите върху горското стопанство трудно могат да се предвидят.