Ученые впервые составили глобальную карту одной из самых масштабных и важных биологических систем Земли — подземной сети микоризных грибов, которая связывает растения с почвой и играет ключевую роль в круговороте углерода и питательных веществ. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Читайте: В Госдуме готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Речь идет об арбускулярных микоризных грибах, которые образуют симбиотические связи с растениями. Через сеть тончайших грибковых нитей, называемых гифами, растения получают воду и минеральные вещества, включая фосфор, а грибы взамен используют углерод, образующийся в результате фотосинтеза. По оценкам исследователей, около 70 процентов всех видов растений на планете зависят от такого взаимодействия.
Авторы работы пришли к выводу, что общая протяженность этой скрытой подземной инфраструктуры достигает примерно 110 квадриллионов километров. Для сравнения, такого расстояния хватило бы почти миллиард раз преодолеть путь от Земли до Солнца, который составляет около 150 миллионов километров.
Эволюционный эколог Джастин Стюарт из Общества защиты подземных сетей SPUN и Свободного университета Амстердама отметил, что масштабы подобных грибковых систем сложно переоценить. По его словам, даже в одной чайной ложке почвы может содержаться до десяти метров микоризной сети.
Для создания карты исследователи проанализировали данные 322 научных работ, включающих более 16 тысяч образцов почвы из девяти крупнейших биомов мира. В распоряжении ученых оказалось свыше четырех тысяч измерений плотности грибковых гиф. Затем специалисты использовали методы машинного обучения для прогнозирования распределения таких сетей в ранее не изученных районах планеты.
Дополнительно была применена роботизированная визуализация, позволившая измерить толщину более 300 тысяч живых грибковых нитей. Это помогло перевести данные о длине сети в показатели биомассы и оценить ее значение для глобальных экосистем.
По подсчетам авторов исследования, масса всей сети составляет около 300 миллионов тонн. Это в четыре-шесть раз превышает общую живую биомассу человечества. Кроме того, через эту систему ежегодно транспортируется примерно четыре миллиарда тонн эквивалента углекислого газа от растений в подземные экосистемы.
Одним из самых неожиданных результатов стало распределение грибковых сетей по планете. Наибольшая плотность микоризных грибов была обнаружена не в тропических лесах, как предполагалось ранее, а в степях, прериях, лугах и болотах. По оценкам ученых, именно на эти экосистемы приходится около 40 процентов мировой биомассы подобных грибов.
Вместе с тем исследование выявило тревожную тенденцию. На сельскохозяйственных землях плотность грибковых сетей оказалась в среднем на 47 процентов ниже. Авторы связывают это с применением удобрений, фунгицидов и методов обработки почвы, которые ограничивают развитие грибов. В долгосрочной перспективе это может повлиять на способность почв удерживать углерод и обеспечивать транспортировку питательных веществ.
Исследователи подчеркивают, что значительные территории Земли до сих пор остаются недостаточно изученными. Это касается, в частности, пустынь, тропических лесов и тундры. Кроме того, большая часть наблюдений проводилась только в верхних слоях почвы, тогда как более глубокие горизонты остаются малоизученными.
Миколог Мерлин Шелдрейк из SPUN и Свободного университета Амстердама отметил, что микоризные грибы оказывают влияние на развитие жизни на Земле уже сотни миллионов лет. По его словам, новая работа стала важным шагом к пониманию того, как функционирует эта глобальная природная система и каким образом знания о ней могут помочь в решении задач продовольственной безопасности и борьбы с изменением климата.
Читайте также: