Titkos információs szupersztráda

A talajban élő gombákról, jobban mondva a gombák testét felépítő micéliumokról (gombafonal) van szó, amelyek úgy működnek akár egy földalatti internet, összekötve egymással a növények gyökereit. Az Avatar egymással kapcsolatban álló és kommunikáló fái nem csak a filmvásznon léteznek. Itt élnek közöttünk.

Minél többet ismerünk meg ebből a földalatti világból, annál inkább megváltozik a véleményünk a növényekről. A gombahálózat lehetővé teszi a növények közötti információcserét és a tápanyaghoz jutást is.

Minden fa és cserje szimbiózisban él fonalgombákkal. Ez a mikorrhiza. A gyökér-gomba kapcsolatot már a19. században felfedezték. A német Albert Bernard Frank a gomba-gyökér partneri viszonyt nevezte mikorrhizának.

A mikorrhizák és a kapcsolódó hálózataik alapvető szerepet játszanak a növények tápanyagellátásában, védekezésében és közösségi dinamikájában. A mikorrhizális rendszerek megértése jelentős ökológiai és mezőgazdasági alkalmazásokhoz vezethet.

A legerősebb ez a kapcsolat az ősibb tűlevelű örökzöldekkel, mert ott hajszálgyökerek még nem fejlődtek ki. Itt 100%-ban a gombák segítik vízhez és tápanyaghoz a fákat, amelyek sekélyen gyökereznek a felszín közelében. Mikor érzi jól magát a mikorrhiza? Ha etetik. Többnyire az őszi lomb, a komposzt a legjobb etetőanyag, amit a fa alá halmozhatunk. Jobb helye van ott, mint a műanyag zsákokban!

Ebben a kapcsolatban a növény szénhidráttal látja el a gombát, a gomba pedig segít felvenni a növénynek a talajból a vizet és a vízben oldott ásványi agyagokat a micéliumokon keresztül. 1960 óta tudjuk, hogy a mikorrhizák segítik az egyedi növények tápanyagellátását. A gombafonalak által termelt kémiai vegyületek növényvédelmi szempontból is jelentősek. Növelik a növények ellenálló képességet. És ez még nem minden!

Kiterjedt mikorrhizális hálózatok fizikailag kapcsolják össze az azonos vagy különböző fajokhoz tartozó növényi egyedeket a talajban, lehetővé téve a tápanyagok és fitokémiai (=növények által termelt kémiai vegyületek) mint jelek átvitelét. Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM – A gomba behatol a gyökérsejtek belsejébe, ahol arbuszkulumokat (elágazó struktúrákat) alakít ki, anövények 80%-ában jelen van), ektomikorrhiza (EcM), erikoid mikorrhiza (ErM – A gomba nem hatol be a gyökérsejtekbe, hanem a gyökér külső felszínén hoz létre egy vastag burkot, elsősorban fáknál és cserjéknél fordul elő) és orchidea mikorrhiza (OM – kizárólag orchideák és gombák között fordul elő, a gombák behatolnak a gyökérsejtekbe, ahol tápláló anyagokat szolgáltatnak az orchidea számára.) különböző evolúciós múlttal, anatómiával és ökológiával rendelkezik, így eltérő módon befolyásolják a növények védelmét, tápanyagfelvételét és a talajban zajló szén- és tápanyagciklusokat.

Ma már tudjuk, hogy a gombák az egymástól távol élő növényeket is összekapcsolják. Ezt földalatti internetnek nevezte el Paul Stamets gombaszakértő, aki már a hetvenes években végzett elektronmikroszkópos megfigyelési során hasonlóságot fedezett fel a micélium hálózat és az internet elődjeként számon tartott Apranet között (USA Védelmi Minisztérium).

James Cameron 2009-ben készült filmje, az Avatar egymással elektrokémiai úton kommunikáló fáinak tehát van valóságalapja. Évtizedekbe tellett, amíg a földalatti internet működésének részleteit összerakták. 1997-ben Suzanne Simard (University of British Columbia. Vancouver) figyelte meg először, hogy egy amerikai duglászfenyő (Pseudotsuga menziesii) és egy amerikai papírnyír (Betula papyrifera) között a micéliumok segítségével szénszállítás (szerves anyag szállítás) történik. Más kutatók egymástól távol élő növények között nitrogén és foszforcseréről számoltak be. 1997-ben megjelent tanulmányában Simard arról számolt be, hogy az árnyékban fejlődő, gyenge magoncok részére a micéliumokon keresztül szerves tápanyag jut el a donor fáktól. Simard meggyőződése, hogy a nagy, kifejlett fák segítik a gyengébb, fiatalabb fákat, csemetéket, magoncokat.

Ezzel megdőlni látszik az a darwini elmélet, hogy az individuumok csupán egymással küzdenek a túlélésért, hiszen például a fák egymással kommunikálnak, és segítik egymást, mondta Simard 2011-ben megjelent Do Trees Communicate? című tanulmányában. Lynne Boddy  (Cardiff University) szerint annak terén még nagy a bizonytalanság, hogy ez a kommunikáció milyen mértékű.

Ren Sen Zeng (Dél Kínai Mezőgazdasági Egyetem, Guangzhou) fedezte fel paradicsommal végzett kísérletben, hogy a gombafertőzést (Alternaria solani) kapott növények kémiai jelek segítségével a micéliumokon keresztül értesítik szomszédaikat a veszélyről. Azt találták, hogy az értesített növények sokkal kevésbé voltak fogékonyak a gombafertőzésre. És nem csak a paradicsom teszi ezt. 2013-ban David Johnson (University of Aberdeen) lóbabbal végzett kísérletekben hasonló eredményre jutott levéltetvek esetében.

A jelenlegi tudományos eredmények szerint a mikorrhizális kapcsolatok, a gombák sokfélesége és azok típusai közvetlenül vagy közvetve befolyásolják a növények szaporodását és versenyét, alakítva a növényi populációkat és közösségeket, valamint szabályozva a növények együttélését és biodiverzitását helyi szinten. Az AM rendszerekben a gombák sokfélesége fokozza a növények sokféleségét azáltal, hogy fajspecifikus előnyöket nyújtanak és elnyomják az erősebb versenytársakat. Az EcM gombák ezzel szemben jelentős védelmet nyújtanak a talajban élő kórokozók ellen, ami pozitív talaj-visszacsatolást eredményez, és elősegíti a csíranövények fejlődését a felnőtt fák közelében.

De az internetnek a növényvilágban is megvannak az árnyoldalai. Egyes klorofill nélkül élő növények, mint a fantom orchidea (Cephalanthera austiniae) folyamatosan, vagy a klorofillal rendelkező, fotoszintetizáló mixotrof orchideák időnként a micéliumokon keresztül”lopnak e”l tápanyagot másoktól.

Egyes növények olyan kémiai anyagokat bocsátanak ki, amelyek veszélyesek riválisaikra, ez a jelenség az allelopátia. Bár némely tudósok kétségbe vonják ezek hatékonyságát a földalatti internethálózat tekintetében, mondván, hogy a veszélyes anyagok megkötődnek a talajban, vagy lebontják őket a baktériumok, mielőtt hosszabb utat tennének meg. Ezt a véleményt megdönteni látszik a Kathryn Morris és kollegái egy 2011-ben végzett kísérletben kimutatták, hogy a bársonyvirág talajba juttatott toxikus anyagait a gombák tovább szállították.

Tedersoo és munkatársai áttekintették a mikorrhizákkal kapcsolatos legújabb kutatásokat, feltárva e nagyrészt láthatatlan interakció összetett és átható természetét. A mikorrhizális gombafonalak bonyolult hálózatai összekapcsolják az egyes növények gyökérzetét, szabályozzák a tápanyagáramlást és a versengő interakciókat, befolyásolják a csíranövények megerősödését, és végső soron a növényi közösségek ökológiájának és együttélésének minden aspektusára hatással vannak.

Egyre több bizonyíték utal arra, hogy a mikorrhiza gombák a növényi populációk biológiáját és az ökológiai közösségek működését meghatározzák azáltal, hogy befolyásolják a növények terjedését és megerősödését. Az ilyen hálózatok megértése hozzájárulhat a globális változások és szennyezések növényzetre és talajfolyamatokra gyakorolt hatásainak pontosabb előrejelzéséhez, valamint a mezőgazdasági és erdészeti termelékenység javításához.

A megfigyelések eredményeként a biológusok egyre gyakrabban használják a wood wide web kifejezést (world wide web=www helyett), ahol a növények a gyökereihez kapcsolódó micélium hálózaton keresztül tartják egymással a kapcsolatot. A wood wide web elnevezés arra utal, hogy a növényvilágot alkotó individuális organizmusok egymáshoz kapcsolódnak és kommunikálnak egymással!