الفطر المختفي

تدير شبكات متفرعة من الفطريات اقتصادًا كربونيًا تحت الأرض يربط بين الأشجار من مختلف الأنواع

في أعماق تربة الغابة يختبئ عالم يعج بالنشاط والفوضى، تم الكشف عن جزء منه مؤخراً في دراسة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم. كشف الدكتور تامير كلاين من قسم علوم النبات والبيئة وطالبه البحثي إيدو روج، عن شبكات متفرعة من الفطريات تحت الأرض، والتي تربط النظم الجذرية للأشجار من مختلف الأنواع، وتمكن من تبادل المعادن والمواد المغذية والمياه؛ وفي المقابل، تستفيد الفطريات من إمدادات الكربون المشتقة من الأشجار. على الرغم من أن العلاقات التكافلية بين الأشجار والفطريات معروفة منذ عقود، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها توثيق مثل هذا التعاون بين الأشجار الناضجة من مختلف الأنواع في ظل ظروف الغابات. تضيف النتائج بعدًا جديدًا للصورة المألوفة للنظام البيئي، وتبشر بتغيير في التصور حول مسألة من يتحكم في اقتصاد الكربون في الغابات.

بدأ البحث تحت الأرض في الواقع من نقطة بداية أعلى بكثير: فوق رؤوس الأشجار. كجزء من أبحاث ما بعد الدكتوراه في سويسرا، قام الدكتور كلاين بتشغيل نظام وضع العلامات النظائرية الذي تم تركيبه بمساعدة رافعة بناء على الأشجار الناضجة من مختلف الأنواع، بما في ذلك شجرة التنوب والصنوبر والزان والأرز. وعلى عكس التوقعات، تم اكتشاف أن الأشجار تنقل الكربون فيما بينها. لكن شيئًا ما في الأرقام لم يكن منطقيًا، إذ كانت كمية نظائر الكربون المخزنة في الأشجار كبيرة جدًا بحيث لا يمكن تفسيرها إلا بالنتائج التي تم الحصول عليها من قياسات انبعاثات الكربون وتثبيته فوق قمم الأشجار.

لحل لغز نقل الكربون، قام روج بقلب كل حجر وحفره في تربة الغابة من أجل تحديد موقع الجذور الدقيقة وتتبع مساراتها عبر التربة إلى الأشجار التي تنمو منها. وقام لاحقًا بتحليل، باستخدام أساليب التسلسل الجيني، أكثر من 1,000 طرف جذري لـ 12 شجرة من أربعة أنواع: شجرة التنوب، والصنوبر، والأرز، والزان. وبمساعدة هذه التدابير، تمكن من التعرف على عدة أنواع من فطريات الفطريات الخارجية، والتي تعد شريكة في نقل الكربون. يقول: "من بين الفطريات التي أخذنا عينات منها، حددنا ما لا يقل عن ثمانية أنواع مختلفة ليست خاصة بهذه الشجرة أو تلك، وكانت مشتركة بين أنواع الأشجار الأربعة التي قمنا بتحليلها، وكان 90 في المائة منها مرتبطًا بما لا يقل عن نوعين من الأشجار المضيفة". روج. "لقد وجدنا أيضًا أنه في الأشجار ذات القرب النباتي الأكبر، مثل شجرة التنوب والصنوبر، كان تكوين الفطريات المرتبطة بأطراف الجذور أكثر تشابهًا، وقد نقلت كمية أكبر من الكربون بين هذه الأشجار مقارنة بأنواع الأشجار الأقل من الناحية النباتية. ذات الصلة، مثل شجرة التنوب والزان. ومع ذلك، كان هناك تبادل للكربون بشكل أو بآخر بين جميع أنواع الأشجار".

من وجهة نظر تطورية، من المتوقع رؤية التعاون فقط بين الأشجار من نفس النوع، لأنها بذلك تضمن لنفسها ميزة تنافسية على الأنواع الأخرى؛ وهذا بالطبع على افتراض أن إدارة موارد الغابات تخضع بالفعل لسيطرة الأشجار. يقول الدكتور كلاين: "لقد أظهرنا، على عكس ما هو متوقع، أن الأنواع المختلفة من الأشجار تتقاسم ثرواتها مع بعضها البعض - ومن الممكن أن يصبح هذا الاقتصاد التعاوني ممكنًا بفضل وجود يد مفقودة". ويعتقد العلماء أنه من المحتمل جدًا أن تكون الفطريات هي التي تدير العرض وتحدد توزيع الموارد بين الأشجار وفقًا لاحتياجاتها الخاصة. "تحتاج الفطريات إلى تأمين مصادر الكربون الخاصة بها؛ ولذلك، فإن لديهم مصلحة في التأكد من أن جميع الأشجار الموجودة في بيئتهم - من أي نوع - تكون صحية وقوية. ويضيف روج: "يتمتع هذا النشاط الفطري بمزايا واضحة عندما تكون الغابة تحت الضغط، على سبيل المثال نتيجة لتغير المناخ أو الجفاف أو الحرائق أو المرض".

يقوم العلماء حاليًا بفحص هذه الفرضية في غابات إسرائيل مع التركيز، من بين أمور أخرى، على أشجار الخروب، في محاولة لفهم كيف تتحمل هذه الأشجار الخضراء والمورقة درجات الحرارة المرتفعة للغاية والظروف الجافة. ويحقق الباحثون فيما إذا كانت أشجار الخروب المزروعة في غابات مختلطة من البلوط والصنوبر تصبح أيضًا جزءًا من شبكة إمداد الكربون بالفطريات، وإذا كان الأمر كذلك، فما هي أنواع الفطريات التي تربط الأنظمة الجذرية لهذه الأشجار. "تُنسب شجرة الخروب إلى قوى خفية في أساطير الكتاب المقدس. وربما يكمن سر قوته في الفطر الموجود تحت الأرض على الإطلاق؟" يقول روغ.

وفي مزيد من أبحاث المتابعة، يخطط الباحثون لتهيئة ظروف الجفاف الخاضعة للرقابة للتحقيق في الدور الذي تلعبه الفطريات في النظام البيئي للغابات عندما يتم الضغط عليه.

يقول الدكتور كلاين: "على المستوى النظري، تغير النتائج التي توصلنا إليها طريقة تفكيرنا في الأشجار، وقد بدأ العلماء يدركون أن الأشجار تتعاون أكثر مما كانوا يعتقدون حتى الآن". "على المستوى العملي، نعمل بالتعاون مع KKL-Junk لتشجيع اختلاط الأنواع في غابات إسرائيل، بهدف تحسين مرونتها واستقرارها البيئي."