Подземные грибные сети превышают 110 квадриллионов километров — первая глобальная карта мицелия
Почвы нашей планеты содержат достаточно подземных грибов, которые поддерживают жизнь растений и помогают регулировать климат, чтобы растянуть их от Земли до Солнца почти три четверти миллиарда раз, показало новое новаторское исследование. Арбускулярные микоризные грибы — это сети трубчатых клеток, называемых гифами, которые поддерживают жизнь на Земле, формируя критические партнёрские отношения с более чем 70 процентами растений. Сети, формирующиеся около 475 миллионов лет, обеспечивают растения питательными веществами и водой в обмен на углерод, производимый растениями, и помогают регулировать климат, увлекая углерод в почву.
Несмотря на их важность, об их распределении и плотности в природных экосистемах известно очень мало. Это было одной из причин, по которым в 2021 году была создана некоммерческая организация «Общество защиты подземных сетей» (SPUN) — глобальной сетью учёных и исследователей.
В новом исследовании, опубликованном в журнале «Сайенс», которое один из исследователей назвал «одним из самых захватывающих в моей карьере», команда SPUN использовала модели машинного обучения (методы искусственного интеллекта для анализа данных) с информацией из более чем 16 тысяч образцов почвы со всего мира, чтобы создать первую в мире глобальную карту сетей арбускулярных микоризных грибов.
Учёные подсчитали, что сети грибов, если вытянуть их от конца до конца, достигнут длины 110 квадриллионов километров. Квадриллион — это единица с 15 нулями. Для наглядности: это почти 750 миллионов расстояний от Земли до Солнца. «В одной чайной ложке почвы может быть до 10 метров микоризной сети», — сказал доктор Джастин Стюарт, ведущий автор исследования.
Исследование также документирует потенциальные угрозы для этой жизненно важной инфраструктуры. Исследователи обнаружили, что в среднем плотность сетей на сельскохозяйственных угодьях на 47,3 процента ниже, чем в диких экосистемах. «Многие методы крупномасштабного сельского хозяйства вредят грибным сетям, — сказал Стюарт. — Самый очевидный способ — это вспашка, когда вы заходите в почву и буквально разрываете её». Удобрения или фунгициды (химикаты, убивающие грибы) также могут «нарушить симбиоз (взаимовыгодное сосуществование) между растениями и грибами».
Учёные предупредили, что последствия потери грибных сетей могут быть широкомасштабными. Сети с меньшей плотностью снижают способность почвы накапливать углерод и распределять питательные вещества, а также защищают водные пути от азота, фосфора и других химикатов. «Если они исчезнут, в водные пути будет попадать гораздо больше химикатов», — сказала доктор Тоби Кирс, автор исследования, назвавшая его одним из самых захватывающих в своей жизни.
«В конечном итоге цель исследования — помочь учёным и лицам, принимающим решения, понять, где грибные системы процветают, а где им угрожает опасность. Мы представим эти данные правительствам на предстоящей конференции по опустыниванию в Монголии в августе».
Благодаря своему картированию исследователи обнаружили, что луга содержат самые плотные гифальные системы. Регионы, включая Эверглейдс во Флориде, затопленные луга Судд в Южном Судане и экосистемы прерий и степей по всему миру, имели «исключительно высокую» плотность. Однако исследование подчёркивает, что эти регионы часто плохо защищены и становятся всё более деградированными.
Исследователи также призвали к более тесному сотрудничеству между фермерами и грибами. Стюарт отметил, что текущие урожаи искусственно повышены за счёт интенсивного использования удобрений. Он утверждал, что если фермеров поощрять защищать и поддерживать почвенные грибы, растения смогут получать больше питательных веществ естественным путём, уменьшая потребность в удобрениях, в то время как грибы помогут переносить больше углерода глубоко в почву, улучшая накопление углерода.
Кирс сказала: «Сейчас существует большое движение не только за восстановление надземных сообществ — того, что вы можете видеть: растения и животных, — но и за восстановление подземных грибных сообществ. И этот набор данных позволяет нам установить ориентиры для того, как может выглядеть здоровое микробное сообщество».
Биолог и соавтор доктор Мерлин Шелдрейк сказал, что исследование помогает найти «способы, с помощью которых мы можем лучше работать с грибами, чтобы помочь решить многие из разворачивающихся проблем нашего времени, от продовольственной безопасности до изменения климата».
