It’s an information superhighway that veloces up interactions between a large, diversificata popolazione di individui. Esso consente agli individui che possono essere ampiamente separati per comunicare e aiutarsi a vicenda. Ma permette anche loro di commettere nuove forme di crimine.

No, non stiamo parlando di Internet, stiamo parlando di funghi. Mentre i funghi potrebbero essere la parte più familiare di un fungo, la maggior parte dei loro corpi sono costituiti da una massa di fili sottili, noti come micelio. Ora sappiamo che questi fili agiscono come una sorta di Internet sotterraneo, che collega le radici di diverse piante. Quell’albero nel tuo giardino è probabilmente collegato a un cespuglio a diversi metri di distanza, grazie ai miceli.

Più impariamo a conoscere queste reti sotterranee, più le nostre idee sulle piante devono cambiare. Non sono solo seduti lì tranquillamente crescere. Collegandosi alla rete fungina possono aiutare i loro vicini condividendo nutrienti e informazioni – o sabotare le piante sgradite diffondendo sostanze chimiche tossiche attraverso la rete. Questo “wood wide web”, si scopre, ha anche la sua versione del crimine informatico.

Circa il 90% delle piante terrestri ha relazioni reciprocamente vantaggiose con i funghi. Il biologo tedesco del xix secolo Albert Bernard Frank ha coniato la parola “micorriza” per descrivere queste partnership, in cui il fungo colonizza le radici della pianta.

I funghi sono stati chiamati ‘Internet naturale della Terra’

Nelle associazioni micorriziche, le piante forniscono ai funghi cibo sotto forma di carboidrati. In cambio, i funghi aiutano le piante a risucchiare l’acqua e forniscono nutrienti come fosforo e azoto, attraverso i loro miceli. Dal 1960, è stato chiaro che le micorrize aiutano le singole piante a crescere.

Le reti fungine aumentano anche il sistema immunitario delle loro piante ospiti. Questo perché, quando un fungo colonizza le radici di una pianta, innesca la produzione di sostanze chimiche legate alla difesa. Questi rendono le risposte successive del sistema immunitario più rapide ed efficienti, un fenomeno chiamato “priming”. Il semplice collegamento alle reti miceliali rende le piante più resistenti alle malattie.

Ma non è tutto. Ora sappiamo che le micorrize collegano anche piante che possono essere ampiamente separate. L’esperto di funghi Paul Stamets li ha definiti “Internet naturale della Terra” in un TED talk del 2008. Ha avuto l’idea nel 1970, quando stava studiando i funghi utilizzando un microscopio elettronico. Stamets ha notato somiglianze tra mycelia e ARPANET, la prima versione di Internet del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.

I fan del cinema potrebbero essere ricordati del blockbuster Avatar di James Cameron del 2009. Sulla luna della foresta dove si svolge il film, tutti gli organismi sono collegati. Possono comunicare e gestire collettivamente le risorse, grazie a “una sorta di comunicazione elettrochimica tra le radici degli alberi”. Torna nel mondo reale, sembra che ci sia un po ‘ di verità in questo.

Ci sono voluti decenni per mettere insieme ciò che internet fungina può fare. Nel 1997, Suzanne Simard dell’Università della British Columbia di Vancouver ha trovato una delle prime prove. Ha dimostrato che l’abete di Douglas e la betulla di carta possono trasferire carbonio tra loro tramite miceli. Altri hanno da allora dimostrato che le piante possono scambiare azoto e fosforo pure, per la stessa via.

Queste piante non sono realmente individui

Simard ora crede che i grandi alberi aiutino i piccoli, più giovani usando Internet fungina. Senza questo aiuto, pensa che molte piantine non sopravviverebbero. Nello studio del 1997, le piantine all’ombra – che probabilmente sono a corto di cibo – hanno ottenuto più carbonio dagli alberi donatori.

” Queste piante non sono realmente individui nel senso che Darwin pensava che fossero individui in competizione per la sopravvivenza del più adatto”, afferma Simard nel documentario del 2011 Do Trees Communicate? “In realtà stanno interagendo tra loro, cercando di aiutarsi a vicenda sopravvivere.”

Tuttavia, è controverso quanto siano davvero utili questi trasferimenti di nutrienti. “Certamente sappiamo che succede, ma ciò che è meno chiaro è la misura in cui accade”, afferma Lynne Boddy dell’Università di Cardiff nel Regno Unito.

Mentre quell’argomento infuria, altri ricercatori hanno trovato prove che le piante possono andare meglio e comunicare attraverso i miceli. Nel 2010, Ren Sen Zeng della South China Agricultural University di Guangzhou ha scoperto che quando le piante sono attaccate da funghi nocivi, rilasciano segnali chimici nei miceli che avvertono i loro vicini.

Le piante di pomodoro possono ‘origliare’ le risposte della difesa

La squadra di Zeng ha coltivato coppie di piante di pomodoro in vaso. Alcune delle piante sono state autorizzate a formare micorrize.

Una volta formate le reti fungine, le foglie di una pianta in ogni coppia sono state spruzzate con Alternaria solani, un fungo che causa la malattia precoce della peronospora. Sono stati utilizzati sacchetti di plastica a tenuta d’aria per prevenire qualsiasi segnalazione chimica fuori terra tra le piante.

Dopo 65 ore, Zeng ha cercato di infettare la seconda pianta in ogni coppia. Ha trovato che erano molto meno probabilità di ottenere peronospora, e aveva livelli significativamente più bassi di danni quando lo hanno fatto, se avevano micelia.

“Suggeriamo che le piante di pomodoro possano” origliare “le risposte di difesa e aumentare la loro resistenza alle malattie contro i potenziali agenti patogeni”, hanno scritto Zeng e i suoi colleghi. Quindi non solo le micorrize consentono alle piante di condividere il cibo, ma le aiutano a difendersi.

Non sono solo i pomodori a farlo. Nel 2013 David Johnson dell’Università di Aberdeen ei suoi colleghi hanno dimostrato che le fave usano anche reti fungine per raccogliere minacce imminenti – in questo caso, afidi affamati.

Johnson ha scoperto che le piantine di fave che non erano esse stesse sotto attacco da afidi, ma erano collegate a quelle che erano attraverso miceli fungini, attivavano le loro difese chimiche anti-afidi. Quelli senza mycelia no.

“Una qualche forma di segnalazione stava succedendo tra queste piante circa erbivori da afidi, e quei segnali venivano trasportati attraverso reti micorriziche miceliali,” dice Johnson.

Ma proprio come l’internet umano, l’internet fungina ha un lato oscuro. Il nostro internet mina la privacy e facilita la criminalità grave-e spesso, permette ai virus informatici di diffondersi. Allo stesso modo, le connessioni fungine delle piante significano che non sono mai veramente sole e che i vicini malevoli possono danneggiarle.

Per prima cosa, alcune piante rubano l’una dall’altra usando internet. Ci sono piante che non hanno clorofilla, quindi a differenza della maggior parte delle piante non possono produrre la propria energia attraverso la fotosintesi. Alcune di queste piante, come l’orchidea fantasma, ottengono il carbonio di cui hanno bisogno dagli alberi vicini, attraverso i miceli di funghi a cui entrambi sono collegati.

Altre orchidee rubano solo quando gli si addice. Questi “mixotrofi” possono effettuare la fotosintesi, ma anche” rubare ” carbonio da altre piante utilizzando la rete fungina che li collega.

Potrebbe non sembrare troppo male. Tuttavia, il crimine informatico delle piante può essere molto più sinistro di un po ‘ di piccoli furti.

Le piante devono competere con i loro vicini per risorse come acqua e luce. Come parte di quella battaglia, alcuni rilasciano sostanze chimiche che danneggiano i loro rivali.

Questa “allelopatia” è abbastanza comune negli alberi, tra cui acacie, bacche di zucchero, sicomori americani e diverse specie di eucalipto. Rilasciano sostanze che riducono le possibilità che altre piante si stabiliscano nelle vicinanze o riducono la diffusione di microbi intorno alle loro radici.

Gli scienziati scettici dubitano che l’allelopatia aiuti molto queste piante ostili. Sicuramente, dicono, le sostanze chimiche nocive sarebbero assorbite dal suolo, o scomposte dai microbi, prima che potessero viaggiare lontano.

Ma forse le piante possono aggirare questo problema, sfruttando reti fungine sotterranee che coprono distanze maggiori. Nel 2011, l’ecologa chimica Kathryn Morris e i suoi colleghi hanno deciso di testare questa teoria.

Morris, precedentemente Barto, coltivava calendule dorate in contenitori con funghi micorrizici. I vasi contenevano cilindri circondati da una rete, con fori abbastanza piccoli da tenere fuori le radici ma abbastanza grandi da far entrare i miceli. La metà di questi cilindri sono stati girati regolarmente per fermare le reti fungine che crescono in loro.

Il team ha testato il terreno nei cilindri per due composti fatti dalle calendule, che possono rallentare la crescita di altre piante e uccidere i vermi nematodi. Nei cilindri in cui i funghi potevano crescere, i livelli dei due composti erano del 179% e del 278% superiori rispetto ai cilindri senza funghi. Questo suggerisce che i miceli hanno davvero trasportato le tossine.

Il team ha quindi coltivato piantine di lattuga nel terreno da entrambi i set di contenitori. Dopo 25 giorni, quelli coltivati nel terreno più ricco di tossine pesavano il 40% in meno rispetto a quelli del terreno isolato dai miceli. ” Questi esperimenti mostrano che le reti fungine possono trasportare queste sostanze chimiche in concentrazioni abbastanza elevate da influenzare la crescita delle piante”, afferma Morris, che ora ha sede alla Xavier University di Cincinnati, nell’Ohio.

In risposta, alcuni hanno sostenuto che le sostanze chimiche potrebbero non funzionare bene al di fuori del laboratorio. Così Michaela Achatz della Berlin Free University in Germania ei suoi colleghi hanno cercato un effetto simile in natura.

Uno degli esempi più studiati di allelopatia è l’albero di noce nero americano. Inibisce la crescita di molte piante, tra cui graffette come patate e cetrioli, rilasciando una sostanza chimica chiamata jugalone dalle sue foglie e radici.

Achatz e il suo team hanno posizionato vasi intorno agli alberi di noce, alcuni dei quali potrebbero penetrare reti fungine. Quei vasi contenevano quasi quattro volte più jugalone di vasi che sono stati ruotati per tenere fuori le connessioni fungine. Le radici delle piantine di pomodoro piantate nel terreno ricco di giugalone pesavano in media il 36% in meno.

Alcune piante particolarmente furbe potrebbero persino alterare la composizione delle comunità fungine vicine. Gli studi hanno dimostrato che knapweed maculato, avena selvatica snella e bromo morbido possono tutti cambiare la composizione fungina dei terreni. Secondo Morris, questo potrebbe consentire loro di indirizzare meglio le specie rivali con sostanze chimiche tossiche, favorendo la crescita di funghi a cui entrambi possono connettersi.

Gli animali potrebbero anche sfruttare l’internet fungina. Alcune piante producono composti per attirare batteri e funghi amici alle loro radici, ma questi segnali possono essere raccolti da insetti e vermi alla ricerca di radici gustose da mangiare. Nel 2012, Morris ha suggerito che il movimento di queste sostanze chimiche di segnalazione attraverso miceli fungini potrebbe inavvertitamente pubblicizzare la presenza delle piante a questi animali. Tuttavia, dice che questo non è stato dimostrato in un esperimento.

Come risultato di questo crescente corpo di prove, molti biologi hanno iniziato a usare il termine “wood wide web” per descrivere i servizi di comunicazione che i funghi forniscono alle piante e ad altri organismi.

“Queste reti fungine rendono la comunicazione tra le piante, comprese quelle di specie diverse, più veloce e più efficace”, afferma Morris. “Non ci pensiamo perché di solito possiamo vedere solo ciò che è fuori terra. Ma la maggior parte delle piante che puoi vedere sono collegate sotto terra, non direttamente attraverso le loro radici ma attraverso le loro connessioni miceliali.”

L’internet fungina esemplifica una delle grandi lezioni dell’ecologia: organismi apparentemente separati sono spesso collegati e possono dipendere l’uno dall’altro. “Gli ecologi sanno da tempo che gli organismi sono più interconnessi e interdipendenti”, afferma Boddy. Il legno wide web sembra essere una parte cruciale di come si formano queste connessioni.