وجدت دراسة إسرائيلية جديدة أن الكربون الثمين ينتقل من الأشجار السليمة إلى تلك التي تعاني من محنة، وذلك بفضل الفطريات التي تنمو على جذورها
بقلم يوناتان شير، أنجل – وكالة أنباء العلوم والبيئة
عندما نستريح تحت مظلة من أوراق الشجر التي حفيفها في مهب الريح بسلام ونستمتع بمناظر الطبيعة ومأوى الظل، فمن السهل أن ننسى أن كل غابة هي في الواقع منطقة حرب - حيث يتم تحديد الحياة والموت من خلال الموارد الشجرة تفوز.
لكن في دراسة إسرائيلية جديدة تبين أنه يوجد في التربة نظام كامل للفرج بين الأشجار، يتلقى فيه الضعيف المساعدة من خلال جذوره من الأشجار القوية - وكل ذلك تحت رعاية شبكة من الفطريات، التي العيش مع الأشجار والحفاظ على التعاون الكامل معها. ويغير الاكتشاف الجديد المثير الطريقة التي يفهم بها العلماء التفاعل بين الأشجار في الغابات، ويحمل أيضًا رسالة تثقيفية حول الفوائد التي يجنيها المجتمع بأكمله من مساعدة المحتاجين.
تحتاج الأشجار إلى الفطريات تحتاج إلى الأشجار
لفهم كيفية قيام الفطريات بربط الأشجار المختلفة، وسبب اهتمامها بذلك، يجب على المرء أولاً أن يفهم طبيعة العلاقة بين الفطريات وشجرة واحدة. "توجد الأشجار بشكل طبيعي في حالة تكافل (علاقات بين الأنواع المختلفة التي تعيش معًا، Y.S.) مع مجموعة من الفطريات تسمى الميكوريزا"، يوضح الدكتور سيتو ليفنا لوزون من مختبر الأشجار للدكتور تامير كلاين في معهد وايزمان. "يحتاج الفطر إلى جذور الأشجار ليعيش، لأن الشجرة هي المورد الرئيسي للكربون، والكربون هو العملة المتداولة في الغابة - تقوم الأشجار بإصلاحه من الجو كجزء من عملية التمثيل الضوئي، ومن ثم تقوم بنقله للمخلوقات التي تعيش في التربة من خلال الجذور. وفي المقابل تستفيد الشجرة من العناصر الغذائية الفطرية والمعادن مثل النيتروجين أو الفوسفور، والتي يعرف الفطر كيف يستخرجها من الأرض ولا تعرف الشجرة كيف تنتجها بنفسها. في الواقع، تقول ليفنا لوزون ذلك وفقًا لـ البحث السابق وحسب تقديراتها، فإن أشجار الصنوبر في القدس، على سبيل المثال، غير قادرة على النمو لأكثر من بضعة سنتيمترات دون وجود وتعاون الميكوريزا.
في المرحلة الأولى من الدراسة الجديدة التي ستنشر قريبا في المجلة العلمية ISME from Nature، والتي أجريت بقيادة ليفنا-لاوزون مع روتيم كاهانوفيتش، وبدعم من مجلس أبحاث الاتحاد الأوروبي ومشاركة من الصندوق الوطني لإسرائيل (الذي تبرع بالشتلات المستخدمة في التجربة)، سيتم فحص دور الفطريات في تقاسم الكربون بين الأشجار. بالأبحاث السابقة وقد وجد أن الكربون يمكن أن تمتصه شجرة واحدة من الغلاف الجوي وينقله إلى شجرة مجاورة عبر التربة، ولكن لم يتم توضيح الطريقة الدقيقة التي حدث بها ذلك.
وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون ببناء نظام يضم ثلاث شجرات - شجرة مركزية وشجرتين تقعان على جانبيها. بين الشجرة الأولى وإحدى الأشجار الجانبية، وضعوا شبكة لا تسمح بالاتصال بين الجذور، ولكنها تسمح بربط شبكة من الفطر - بينما تم فصل الشجرة الجانبية الثانية تمامًا عن الاثنتين الأخريين بواسطة حاجز تم وضعه تحت الارض. بعد ذلك، قام الباحثون ببناء صندوق شفاف حول الشجرة المركزية، حيث تدفقوا إليه غاز ثاني أكسيد الكربون مع الكربون 13 (والذي يختلف عن الكربون الشائع في الهواء - الكربون 12)، والذي يمكن اكتشاف وجوده في الشجرة باستخدام جهاز خاص. تقول ليفنا لوزون: "لقد وجدنا وجود الكربون الخاص أيضًا في الشجرة المجاورة التي كانت مرتبطة بها من خلال الفطريات الجذرية". "إن الابتكار الرئيسي هو أننا حددنا أي أنواع الميكوريزا تنقل الكربون بين الأشجار وتزيد من الاتصال في التربة - وأي الأنواع لا تفعل ذلك."
في التجربة، استخدم الباحثون شتلات صنوبر القدس والبلوط الشائع، وهما الشجرتان الأكثر شيوعًا في البستان الإسرائيلي (تم التبرع بهما كما ذكر KKL-Junk). على عكس ما كان يمكن للمرء أن يتوقعه، لم يكن للاختلافات بين أنواع الأشجار أي تأثير على كمية الكربون التي تنقلها الأشجار إلى بعضها البعض من خلال الفطريات: كانت كمية الكربون التي تنقلها أشجار البلوط إلى بعضها البعض مماثلة لتلك التي تنقلها الأشجار. تم نقل الصنوبر إلى بعضها البعض، كما تم نقل الكربون من الصنوبر إلى البلوط (والعكس).
"روبن هود" من الأشجار
من الصعب أن نتخيل ما قد يكون من مصلحة شجرة واحدة التبرع بالموارد لمنافستها - شجرة أخرى. لذلك، في المرحلة التالية من التجربة، والتي لم يتم نشرها بعد، تحول الباحثون للتحقق - من الذي تساهم به العملية فعليًا؟
وحتى في هذه المرحلة، استخدم الباحثون نفس التكوين المكون من ثلاث أشجار، والتي تتضمن شجرة جانبية متصلة بواسطة الفطر بشجرة مركزية وشجرة جانبية ثانية غير متصلة بها، عندما تمت تغطية الشجرتين الجانبيتين هذه المرة - حتى كانوا في الظلام. تشرح ليفنا لوزون: "لقد رأينا أن الكربون انتقل من الشجرة المركزية السليمة، التي تعرضت للضوء وبالتالي يمكنها القيام بعملية التمثيل الضوئي، إلى الشجرة الجانبية، التي كانت جائعة وغير قادرة على تثبيت الكربون لنفسها".
وبحسب فرضية الباحثين، فإن هذه "التضحية" بالموارد من قبل شجرة من أجل شجرة أخرى، ليست كرماً أو نبلاً لروح الشجرة نفسها، بل هي مصلحة للفطريات التي تربط الأشجار. تقول ليفنا لوزون: "ليس لدى الأشجار أي سبب للتعاون، لأنه لا ينبغي أن يفيدها ذلك، لكنها ليست صانعة القرار الوحيدة - فالفطريات تربط بينها". "إن الفطريات هي "روبن هود" الغابة، فهي تأخذ من الشجرة الطيبة وتعطيها للشجرة التي تعاني. وبهذه الطريقة فإنهم يستثمرون في المستقبل المجهول، لأنه من الممكن في المستقبل أن تسقط إحدى الأشجار أو تتضرر بسبب ضربة صاعقة، وفجأة تبدأ الشجرة الأقل نجاحاً بتزويد الفطريات بالكثير من الكربون."
فرضية أخرى للباحثين هي أن نقل الكربون قد يكون نتيجة ثانوية لنقل الأحماض الأمينية (التي تحتوي أيضًا على الكربون) من الفطريات إلى الأشجار.
وفي كلتا الحالتين، تشير الدراسة إلى أن التعاون بين الأشجار بوساطة الفطريات مفيد أيضًا للأشجار نفسها - حتى عندما لا يتعرض أي منها لضائقة الشمس. وفي المرحلة الأخيرة من التجربة، حيث تم اختبار حوالي 80 ثلاثية إضافية من الأشجار، تبين أنه وفقا لمجموعة متنوعة من المؤشرات، فإن الأشجار التي ترتبط ببعضها البعض عن طريق الفطريات تزدهر أكثر من الأشجار التي لا تمتلك مثل هذا الفطريات. الاتصال بينهما.
نتيجة للبحث، هل من المتوقع أن يتجول عمال الغابات في KKL-Junk ويزرعوا أبواغ الفطر التي وجد أنها روابط فعالة بين جذور أشجار إسرائيل في السبط الثاني، هذا أم الذي يليه؟ توضح ليفنا لوزون، التي تشير إلى أنه تم استخدام تربة الغابات الطبيعية أيضًا في التجربة: "ينتشر هذا الفطر من تلقاء نفسه ويعرف كيفية الاعتناء بنفسه". "ما يمكن استخلاصه من البحث هو فهم أن الرابط الموجود تحت الأرض هو لعبة اجتماعية حساسة، وإذا قمنا بتعطيلها ولو قليلاً - فقد لا تبقى النباتات على قيد الحياة. ومن المهم أن نفهم أي الفطريات تزيد من التواصل في الغابة، من أجل الاعتناء بها، والتحقيق في مدى تأثرها بارتفاع درجات الحرارة العالمية والأفعال البشرية المباشرة مثل الحرائق أو قطع الأشجار أو زراعة أنواع مختلفة."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
