ТехнологииИсточник13 дек.

Гриб может стать ключом к решению проблемы изменения климата

nk_hauz/kY495Ch7R.jpeg

Обширные сети микроскопических подземных грибов играют решающую роль в экосистемах Земли, и мы многого о них не знаем.

Более четверти видов на Земле живут в почвах под землей, включая грибковые сети, которые помогают накапливать огромное количество углерода, обеспечивают большинство растений большинством питательных веществ, необходимых им для выживания, и позволяют растениям получать важные сигналы от других.

Теперь команда ученых запускает первую в своем роде работу по картированию микоризных грибов в мире, процесс, который, как они надеются, может определить биоразнообразие грибов для сохранения, углубить понимание того, как эти виды взаимодействуют в экосистемах, и сохранить больше углерода в почве.

«Эти грибковые сети были глобальным слепым пятном в программах охраны природы и климата. Люди не проснулись и не осознали, что у нас под ногами есть эта древняя форма жизнеобеспечения », - сказал Тоби Кирс, биолог-эволюционист и профессор Амстердамского университета Vrije, который стал соучредителем SPUN, Общества защиты подземных сетей.

«Нам нужно знать, где находятся« горячие точки »биоразнообразия. Где подземные леса Амазонки? » - сказал Кирс.

Большинство этих грибов находятся под землей и слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа, но их много. Горстка почвы содержит сети трубчатых грибов, которые растянулись бы на 60 миль, сказал Кирс.

Садоводы могут распознать микоризные грибы - произносится как my-core-eye-zal - как белые волокна, которые отходят от корней деревьев и других растений, цепляясь за комья грязи, как тянутые древние волосы. Сложенные слоями, они представляют собой массивные сети грибковых нитей, называемых мицелием.

Кирс описал клубки микоризных грибов как «непрерывную систему труб», которая разветвляется, соединяется и течет с такими питательными веществами, как азот и фосфор.

Сети, которые обычно поддерживают взаимовыгодные отношения с растениями, с которыми они связаны, имеют фундаментальное значение для работы лесов и других экосистем.

«Грибы значительно расширяют корневую систему деревьев», - сказал Колин Аверилл, соучредитель SPUN и старший научный сотрудник ETH Zürich. Некоторые помогают разлагать мертвые растения и животных и перерабатывать питательные вещества.

То, как ученые говорят о существах, может звучать как басни.

Без микоризных грибов растения никогда бы не достигли суши. По словам Кирса, сотни миллионов лет назад вся флора была водной, пока сотрудничество с микоризными грибами не позволило им поселиться на суше.

Согласно недавним исследованиям, растения могут получать химические сигналы через сети, что помогает им обмениваться ресурсами, узнавать от соседей о вредителях и получать предупреждения о конкурентах. Новаторская работа канадского ученого Сюзанны Симард и других опровергла идею о том, что деревья - одиночные конкуренты, борющиеся за пространство, воду и солнечный свет в лесу.

Вместо этого через грибковые сети «деревья могут действительно сотрудничать как семейная единица», - сказал Аверилл. Чтобы лучше понять природу отношений, необходимы дополнительные исследования.

SPUN стремится составить карту мировых грибковых сетей с помощью машинного обучения, чтобы определить, где могут существовать горячие точки биоразнообразия, а затем вместе с местными учеными собирать образцы в удаленных местах, где они никогда не собирались раньше.

ДНК каждого вида грибов в образце будет извлечена, секвенирована и затем нанесена на карту его местоположения, что даст ученым возможность определить, какие виды и где живут. Ученые планируют объединить информацию с данными об окружающем климате и растительном покрове, чтобы лучше понять закономерности в различных экосистемах.

Некоммерческая организация, которая недавно получила пожертвование в размере 3,5 миллиона долларов от Jeremy and Hannelore Grantham Environmental Trust, надеется собрать 10 000 образцов почвы в течение следующих 18 месяцев.

Эта работа была бы невозможна без последних достижений в области геномного секвенирования, которые позволяют ученым увидеть генетический состав этих крошечных видов.

Микроорганизмы, в том числе бактерии и грибы, играют критически важную роль в углеродном цикле, а способность быстро анализировать то, что живет в почвах, дает более глубокое понимание нашего меняющегося климата и возможных решений.

«Это действительно предел», - сказала Серита Фрей, микробиолог и профессор Университета Нью-Гэмпшира, не участвующая в проекте. «Это трудно переоценить. Мы еще очень многого не знаем о том, что происходит под землей ".

Фрей сказал, что проект по картированию может помочь ученым углубить понимание микробных сообществ и помочь выявить районы, заслуживающие сохранения.

«Такое картирование макроорганизмов проводилось давно. Идея картирования микроорганизмов является довольно новой, и это только то, что мы смогли сделать за последние пять-восемь лет », - сказал Фрей.

По мере потепления мира понимание того, как микоризные грибы и другие микроорганизмы взаимодействуют с почвой, может иметь решающее значение для замедления потепления и адаптации к новому климату.

«Мы только начинаем понимать эту огромную роль, которую микробы играют в глобальном углеродном цикле, что имеет важные последствия для климата и будущего климата», - сказал Фрей. «Как управлять этими микробами, будет действительно важно».

Грибы способствуют росту растений, что связывает углерод с деревьями и другими видами растений. Они также помогают закапывать и накапливать углерод в почве.

Около 75 процентов углерода суши находится в почве, и ученые хотят сохранить его там, сохраняя эти горячие точки биоразнообразия.

«У нас есть потрясающий поглотитель углерода», - сказал Кирс. «Мы не можем потерять это».

Они также изучают, какие изменения в системе могут способствовать большему поглощению углерода или сокращению использования удобрений в сельском хозяйстве, что может иметь экологические издержки.