Μπορεί ο πλατύς ξύλινος ιστός να βοηθήσει πραγματικά τα δέντρα να μιλήσουν μεταξύ τους;

Όταν η καθηγήτρια Suzanne Simard συνειδητοποίησε ότι τα δέντρα μιλούσαν μεταξύ τους, δεν ήταν μεγάλη έκπληξη.

Ξεκίνησε την καριέρα της ως δασολόγος, δουλεύοντας με δέντρα φυτεμένα σε ομοιόμορφες σειρές, αλλά η φύση που γνώριζε δεν ήταν σειρές. Ήταν απίστευτα ακατάστατο, περίπλοκο και συνδεδεμένο.

"Αν περπατήσετε σε ένα άγριο δάσος, μπορείτε να δείτε ότι τα φυτά είναι αλληλένδετα, παρέχουν οικότοπο το ένα για το άλλο", εξηγεί. Η φύση, όπως τη βλέπει ο Simard, είναι ένα δίκτυο:μια μάζα αλληλεπιδρώντων στοιχείων που βασίζονται το ένα στο άλλο για να λειτουργήσουν.

Αυτό συνέβη στη δεκαετία του 1990 και εμφανίζονταν νέες συναρπαστικές ανακαλύψεις σχετικά με τις υπόγειες συσχετίσεις μεταξύ μυκήτων και ριζών φυτών, που ονομάζονται μυκόρριζα (κυριολεκτικά «ρίζα μύκητα»).

«Εκείνη την εποχή, πολλοί άνθρωποι στη δασοκομία κοιτούσαν πώς τα δέντρα ανταγωνίζονται για το φως», εξηγεί ο Simard, ο οποίος είναι τώρα δασικός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας.

"Αλλά με ενδιέφερε όλο και περισσότερο αυτό που συνέβαινε κάτω από το έδαφος, γιατί κατάλαβα ότι εκεί ήταν η δράση."

Είχε δίκιο. Κάτω από τα πόδια μας, τα φυτά συμμετέχουν σε έναν συνεχή διάλογο.

Ιστορίες φιλίας, απληστίας και προδοσίας εκτυλίσσονται σε ένα υπόγειο δίκτυο, μια μικροσκοπική εκδοχή των συνδέσεων που μπορούσε να δει η Simard στα αγαπημένα της δάση πάνω από το έδαφος. Αυτό το δίκτυο έγινε γνωστό ως «ο ξύλινος ιστός».

Διαβάστε περισσότερα:

• Άγριες ιδέες στην επιστήμη:Τα μανιτάρια θα μπορούσαν να σώσουν τον κόσμο
• 5 πολύπλοκα φυσικά δίκτυα που βρέθηκαν στη φύση
• 5 εκπληκτικές προσαρμογές φυτών

Η μυκόρριζα είναι παντού. Κάθε βήμα που κάνετε μέσα από ένα δάσος μπορεί να καλύψει εκατοντάδες χιλιόμετρα πυκνά συσκευασμένων νημάτων μυκήτων. Αυτά είναι τα καλώδια οπτικών ινών του ξύλινου ιστού.

Ο μύκητας σχηματίζει μυκόρριζα με ρίζες φυτών και μέσω αυτών των συνδέσεων περνούν ουσίες που χρειάζονται και οι δύο οργανισμοί για να αναπτυχθούν.

Αυτή η σχέση έχει γίνει κατανοητή εδώ και δεκαετίες ως μια απευθείας ανταλλαγή μεταξύ φυτών και μύκητες:τα φυτά παρέχουν σάκχαρα πλούσια σε άνθρακα που παράγονται από τη φωτοσύνθεση και σε αντάλλαγμα λαμβάνουν θρεπτικά συστατικά, όπως φώσφορο και άζωτο, τα οποία οι μύκητες σκουπίζουν από το έδαφος.

Το κοινό δίκτυο μυκόρριζων

Αλλά υπάρχει ένα άλλο επίπεδο αλληλεπίδρασης. μια ανταλλαγή όχι μόνο μπρος-πίσω μεταξύ του μύκητα και του φυτού, αλλά και μεταξύ γειτονικών φυτών, χρησιμοποιώντας μύκητες ως οδό.

Καθώς οι μυκητιακές κλωστές εξαπλώνονται, μπορούν να συνδεθούν με πολλά φυτά, δημιουργώντας ιστούς γνωστούς ως «κοινά δίκτυα μυκόρριζων». Μέσω αυτών των δικτύων, τα φυτά μπορούν να ανταλλάσσουν σάκχαρα, θρεπτικά συστατικά, νερό και πολλά άλλα.

"Την αποκαλώ "η γλώσσα των δέντρων", λέει ο Simard , και προφανώς τα δέντρα έχουν πολλά να πουν από μόνα τους. Ενθαρρύνοντας τα φυτά που συνδέονται με κοινά δίκτυα μυκόρριζων να απορροφούν ισότοπα (τα ισότοπα είναι άτομα ενός στοιχείου με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων) ενός πόρου όπως ο άνθρακας, είναι δυνατό να εντοπιστεί η πρόοδος του πόρου από το ένα φυτό στο άλλο.

Από αυτήν την έρευνα, προκύπτει μια εικόνα με άτομα που μοιράζονται με όσους έχουν ανάγκη, με «μητρικά» δέντρα που στέλνουν άνθρακα στα σπορόφυτα και με δέντρα που πεθαίνουν να δωρίζουν θρεπτικά συστατικά στους γείτονές τους.

Μερικά δέντρα δείχνουν ακόμη και ευνοιοκρατία, διαθέτοντας περισσότερους πόρους σε στενά συγγενικά φυτά. Οι δωρεές θρεπτικών ουσιών και νερού πραγματοποιούνται σε μια κλίση «πηγή-βύθισμα», όπου ένα φυτό που είναι πλούσιο σε έναν συγκεκριμένο πόρο θα δώσει το πλεόνασμα του σε όσους έχουν ανάγκη.

Φαίνεται ότι παραμένοντας συνδεδεμένα, τα φυτά μπορούν να παρέχουν αμοιβαία υποστήριξη και να βοηθήσουν στη διαμόρφωση τα οικοσυστήματα που κατοικούν. Με όλους τους κατοίκους τους συνδεδεμένους, τα δάση μοιάζουν λιγότερο με συλλογές ατόμων και περισσότερο με γιγάντιους υπεροργανισμούς.

Ο ιστός σε όλο το ξύλο δεν περιορίζεται, ωστόσο, σε ξύλα. Η μυκόρριζα εμφανίζεται οπουδήποτε βρίσκετε βλάστηση, από τα τροπικά δάση μέχρι την Αρκτική τούνδρα, και ωφελούν την ανάπτυξη της συντριπτικής πλειοψηφίας των χερσαίων φυτών.

Τα δίκτυα που σχηματίζουν είναι πολύπλοκα, και συχνά περιλαμβάνουν όχι μόνο πολλά φυτά αλλά πολλά είδη, και ανάλογα με τον τύπο των μυκήτων που εμπλέκονται, μπορούν να ανταλλάσσονται διαφορετικά υλικά. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές απέδειξαν ότι τα φυτά που συνδέονται με τον ιστό σε όλο το ξύλο μπορούν να ανταλλάξουν περισσότερα από θρεπτικά συστατικά.

Όταν τα φυτά φασολιών δέχονται επίθεση από αφίδες, απελευθερώνουν χημικές ουσίες που δεν αποκρούουν μόνο τους επιτιθέμενους τους, αλλά και προσελκύουν σφήκες που λεηλατούν τις αφίδες. Είναι μια έξυπνη αμυντική στρατηγική με δύο άξονες.

Ο καθηγητής Ντέιβιντ Τζόνσον, μικροβιακός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ήθελε να μάθει εάν τα δίκτυα μυκόρριζων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αποστολή εκ των προτέρων προειδοποιήσεων, ενημερώνοντας τα φυτά ότι μια επίθεση πλησιάζει.

Για να το κάνει αυτό, εισήγαγε αφίδες στα φυτά και παρακολούθησε πώς αντέδρασαν οι γείτονές τους. "Αυτό που βρήκαμε ήταν ότι τα φυτά έχουν την ίδια απόκριση όταν ο γείτονάς τους δέχεται επίθεση", λέει, "αλλά μόνο όταν τα ριζικά τους συστήματα συνδέονται με αυτά τα κοινά μυκορριζικά δίκτυα μυκήτων."

Αυτή η μυκητιακή επικοινωνία είναι αργή, περισσότερο dial-up παρά ευρυζωνική, αλλά φαίνεται ότι παίζει ρόλο στη μετάδοση μηνυμάτων μεταξύ των φυτών για τα πάντα, από τις πεινασμένες κάμπιες έως τα επιβλαβή παθογόνα.

Ανταγωνισμός και συνεργασία

Μέχρι στιγμής, τόσο φιλικό. Η ιδέα των φυτών να δίνουν ένα χέρι βοήθειας ή κλαδί στον γείτονά τους είναι ωραία, αλλά ο εξελικτικός βιολόγος καθηγητής Toby Kiers από το Vrije Universiteit Amsterdam πιστεύει ότι δεν είναι ρεαλιστική.

"Βλέπουμε αρμονία επειδή θέλουμε να δούμε αρμονία", εξηγεί. «Ταιριάζει με την κοσμοθεωρία μας για τη φύση ως τον απόλυτο τροφοδότη. Αλλά κοιτάξτε κάτω από την επιφάνεια, και κάθε άλλο παρά αρμονικό είναι». Εξάλλου, σε οποιοδήποτε περιβάλλον με περιορισμένους πόρους, ένας γείτονας είναι στην πραγματικότητα απλώς ένα άλλο όνομα για έναν αντίπαλο.

Έργο της Kiers και των συνεργατών της υποδηλώνει ότι όταν διαφορετικά είδη φυτών συνδέονται στο ίδιο δίκτυο μυκήτων, θα επενδύσουν λιγότερα στη διατήρηση των μυκήτων. Για εκείνη, αυτό είναι απολύτως λογικό. Εάν τα δίκτυα μυκήτων ωφελούν τους ανταγωνιστές ενός φυτού, γιατί να επενδύσετε σε αυτά;

Όπως και το διαδικτυακό του αντίστοιχο, ο ξύλινος ιστός έχει μια σκοτεινή πλευρά.

Για κάθε σημύδα που δωρίζει άνθρακα στους γείτονές της, υπάρχει μια ορχιδέα που κλέβει άνθρακα από κοντινά δέντρα. Για κάθε φυτό που ενημερώνει άλλους για ξέσπασμα ασθένειας, ένα άλλο εκπέμπει τοξίνες για να σκοτώσει τους αντιπάλους του.

Ο ανταγωνισμός, τουλάχιστον όσο και η συνεργασία, καθορίζει τον ιστό σε όλο το ξύλο . Ωστόσο, ακόμη και οι φαινομενικά φιλικές ανταλλαγές μπορεί να μην είναι το μόνο που φαίνονται.

Η Δρ Κάθριν Μόρις στο Πανεπιστήμιο Xavier στο Οχάιο έχει περάσει χρόνια κρυφακούοντας τόσο τις «άσχημες και ωραίες» συνομιλίες που έχουν τα φυτά μέσω δικτύων μυκόρριζων.

"Είναι δελεαστικό να σκεφτόμαστε ότι τα φυτά βοηθούν άλλα φυτά", εξηγεί ο Morris, υπογραμμίζοντας το ιδιαίτερα χαριτωμένο παράδειγμα μεγαλύτερων δέντρων που «ταΐζουν» σπορόφυτα με άνθρακα. Αλλά αντί να τρέφεστε, λέει, θα μπορούσατε να το δείτε εξίσου εύκολα με τα νεότερα δέντρα που παρασιτούν στο δίκτυο.

Συγκρούσεις και εξάρτηση

Τι γίνεται λοιπόν με τους μύκητες; Αν και η σχέση μεταξύ φυτών και μυκήτων φαίνεται να είναι αμοιβαία, και εδώ βρίσκουμε άτομα που αναζητούν το νούμερο ένα.

«Στη βάση όλων των σχέσεων συνεργασίας βρίσκεται η σύγκρουση», εξηγεί ο Kiers. «Όλοι θέλουμε να μεγιστοποιήσουμε τα κέρδη από τη σχέση. Τα φυτά και οι μύκητες δεν διαφέρουν».

Σε αυτήν την περίπτωση, τα φυτά και οι μύκητες θέλουν να αποσπάσουν τους πόρους που χρειάζονται από τους συντρόφους τους, ενώ δίνουν όσο το δυνατόν λιγότερο αντάλλαγμα. Ενώ τα πειράματα έχουν συχνά αντιμετωπίσει τους μύκητες ως απλές οδούς στα δίκτυα μυκόρριζων, πιθανότατα παίζουν πολύ περισσότερο ενεργό ρόλο.

"Υπάρχει καλός λόγος να πιστεύουμε ότι θα πρέπει να έχουν κάποιο είδος ελέγχου", λέει ο Johnson.

Ο ίδιος ο σχηματισμός του ιστού σε όλο το ξύλο – μύκητες που συνδέονται με πολλαπλές φυτικοί ξενιστές – μπορεί να εμφανιστούν μόνο επειδή οι μύκητες επωφελούνται από την ύπαρξη διαφορετικών συντρόφων από τους οποίους μπορούν να λάβουν άνθρακα.

Οι μύκητες βρίσκονται γενικά σε μειονεκτική θέση, επειδή ενώ τα φυτά θα μπορούσαν ακόμη να εξάγουν θρεπτικά συστατικά από το έδαφος χωρίς αυτά, πολλοί μυκόρριζοι μύκητες εξαρτώνται πλήρως από τα φυτά για την επιβίωση.

Για να ισοπεδωθούν οι όροι παιχνιδιού, οι μύκητες σε αυτά τα δίκτυα θα μπορούσαν να περιορίζουν την πρόσβαση του ξενιστή των φυτών τους στους πόρους, δημιουργώντας αυτό που ο Kiers αποκαλεί "ένα είδος εθισμού".

"Αν περιορίσω την άμεση πρόσβασή σας σε φαγητό, εξαρτάστε περισσότερο από εμένα για να σας παρέχω αυτό το φαγητό", εξηγεί.

Προς το παρόν, οι περισσότερες έρευνες έχουν περιοριστεί στη διαπίστωση της κίνησης σημάτων ή πόρων από το εργοστάσιο Α στο φυτό Β. «Ένα δίκτυο μυκόρριζων είναι απίστευτα περίπλοκο και το γεγονός ότι μπορούμε να ανιχνεύσουμε ακόμη και Το σήμα που πηγαίνει από το ένα εργοστάσιο στο άλλο είναι εκπληκτικό», λέει ο Simard, ο οποίος πιστεύει ότι υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί μηχανισμοί που οδηγούν την επικοινωνία σε αυτά τα δίκτυα.

Ο Morris, για παράδειγμα, έχει εξερευνήσει την ιδέα ότι η μεταφορά σημάτων είναι μια παθητική διαδικασία, με χημικές ουσίες να έρχονται σε επαφή με το νερό που ούτως ή άλλως κυκλοφορούσε. Ως επί το πλείστον, ωστόσο, οι μηχανισμοί μεταφοράς παραμένουν ακόμη άγνωστοι σε εμάς.

"Υπάρχουν ένα εκατομμύριο μονοπάτια που μπορούν να πάνε προς όλες τις κατευθύνσεις, και έτσι το να πιστεύουμε ότι είναι μόνο ένας μηχανισμός ή να πιστεύουμε ότι οι ίδιοι οι μύκητες δεν εμπλέκονται, είναι πολύ απλοϊκό, " εξηγεί ο Simard.

Πολυπλοκότητα σε αφθονία

Γλώσσα, υπεροργανισμοί, ιστός σε όλο το ξύλο – η συζήτηση για τα μυκορριζικά δίκτυα σίγουρα δεν στερείται μεταφορών, αλλά κανένα από αυτά δεν αποτυπώνει την πολυπλοκότητα αυτών των δικτύων, με το λεπτό μείγμα συνεργασίας και σύγκρουσης.

Ίσως η πιο αποτελεσματική περιγραφή είναι αυτή που προτιμά ο Simard:"Το έργο Το κάνω είναι μια τεράστια μεταφορά για το πώς σχετιζόμαστε μεταξύ μας και τα δικά μας κοινωνικά συστήματα», λέει.

«Έχουμε δημοσιογράφους, επιστήμονες, δασκάλους, γιατρούς και όλοι μαζί έχουμε μια κοινωνία. Και αν αφαιρέσετε όλους τους δασκάλους, αυτό το σύστημα δεν λειτουργεί πια.»

Για να παραμείνει λειτουργικό ένα οικοσύστημα, απαιτεί κάθε ένα από τα στοιχεία του να είναι στη θέση του.

Διαβάστε περισσότερα:

• Τι είναι η μούχλα slime;
• Ψυχεδελική ένωση που βρίσκεται στα μαγικά μανιτάρια μπορεί να βοηθήσει με το άγχος και την κατάθλιψη σε ασθενείς με καρκίνο
• Τα μανιτάρια ξεκλειδώνουν τη δυνατότητα παραγωγής ενέργειας των κυανοβακτηρίων
• Όταν μεγαλώνουν τα δέντρα, από πού προέρχεται το θέμα;

Είναι λοιπόν αυτές οι κοινωνίες σοσιαλιστικές ουτοπίες, με πόρους ισότιμα ​​κατανεμημένους μεταξύ όλων των ενδιαφερομένων, ή τα μυκορριζικά δίκτυα ελέγχονται από καπιταλιστικά φυτά που επιδιώκουν να εκμεταλλευτούν τις συνδέσεις τους για κέρδος;

Λοιπόν, ίσως είναι λίγο και από τα δύο.

Ακριβώς όπως η ανθρώπινη κοινωνία, αυτή η φυτική κοινωνία χαρακτηρίζεται από ποικιλία, με την ικανότητά της να βοηθά και να εμποδίζει, να συνεργάζεται και να εκμεταλλεύεται. Όπως υποψιαζόταν ο Simard, η φύση βασίζεται σε συνδέσεις, όπως και εμείς.

• Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 308 του BBC Focus .