Articles

plantele vorbesc între ele folosind un internet de ciuperci

este o autostradă informațională care accelerează interacțiunile dintre o populație mare și diversă de indivizi. Permite persoanelor care pot fi separate pe scară largă să comunice și să se ajute reciproc. Dar le permite, de asemenea, să comită noi forme de criminalitate.

Nu, nu vorbim despre internet, vorbim despre ciuperci. În timp ce ciupercile ar putea fi cea mai familiară parte a unei ciuperci, majoritatea corpurilor lor sunt alcătuite dintr-o masă de fire subțiri, cunoscută sub numele de miceliu. Acum știm că aceste fire acționează ca un fel de internet subteran, care leagă rădăcinile diferitelor plante. Acel copac din grădina ta este probabil legat de un tufiș la câțiva metri distanță, datorită miceliei.

cu cât aflăm mai multe despre aceste rețele subterane, cu atât ideile noastre despre plante trebuie să se schimbe. Ei nu doar stau acolo în liniște în creștere. Prin conectarea la rețeaua fungică, aceștia își pot ajuta vecinii prin schimbul de nutrienți și informații – sau pot sabota plantele nedorite prin răspândirea substanțelor chimice toxice prin rețea. Acest „wood wide web”, se pare, are chiar propria sa versiune de criminalitate informatică.

aproximativ 90% din plantele terestre se află în relații reciproc avantajoase cu ciupercile. Biologul German Albert Bernard Frank din secolul 19 a inventat cuvântul „mycorrhiza” pentru a descrie aceste parteneriate, în care ciuperca colonizează rădăcinile plantei.

ciupercile au fost numite”internetul natural al Pământului”

în asociațiile micorizale, plantele furnizează fungilor alimente sub formă de carbohidrați. În schimb, ciupercile ajută plantele să aspire apă și să furnizeze substanțe nutritive precum fosforul și azotul, prin intermediul miceliei lor. Din anii 1960, a fost clar că micorizele ajută plantele individuale să crească.

rețelele fungice stimulează, de asemenea, sistemul imunitar al plantelor gazdă. Asta pentru că, atunci când o ciupercă colonizează rădăcinile unei plante, declanșează producția de substanțe chimice legate de apărare. Acestea fac ca răspunsurile ulterioare ale sistemului imunitar să fie mai rapide și mai eficiente, fenomen numit „amorsare”. Simpla conectare la rețelele miceliale face plantele mai rezistente la boli.

dar asta nu e tot. Acum știm că micorizele conectează și plante care pot fi separate pe scară largă. Expertul în ciuperci Paul Stamets le-a numit „internetul natural al Pământului” într-o discuție TED din 2008. El a avut prima idee în anii 1970, când studia ciupercile folosind un microscop electronic. Stamets a observat asemănări între mycelia și ARPANET, versiunea timpurie a Internetului de către Departamentul Apărării al SUA.

fanii filmului ar putea fi amintiți de blockbuster-ul lui James Cameron din 2009 Avatar. Pe Luna pădurii unde are loc filmul, toate organismele sunt conectate. Ei pot comunica și gestiona colectiv resursele, datorită „unui fel de comunicare electrochimică între rădăcinile copacilor”. Înapoi în lumea reală, se pare că există un adevăr în acest sens.

a fost nevoie de decenii pentru a pune cap la cap ceea ce poate face Internetul fungic. În 1997, Suzanne Simard de la Universitatea British Columbia din Vancouver a găsit una dintre primele dovezi. Ea a arătat că bradul Douglas și mesteacănul de hârtie pot transfera carbon între ele prin micelie. Alții au arătat de atunci că plantele pot face schimb de azot și fosfor, de asemenea, pe aceeași cale.

aceste plante nu sunt cu adevărat indivizi

Simard crede acum că copacii mari îi ajută pe cei mici, mai tineri, folosind internetul fungic. Fără acest ajutor, ea crede că multe răsaduri nu ar supraviețui. În studiul din 1997, răsadurile la umbră – care probabil nu au hrană – au obținut mai mult carbon din copacii donatori.

„aceste plante nu sunt cu adevărat indivizi în sensul că Darwin credea că sunt indivizi care concurează pentru supraviețuirea celui mai adaptat”, spune Simard în documentarul din 2011 copacii comunică? „De fapt, ei interacționează unul cu celălalt, încercând să se ajute reciproc să supraviețuiască.”

cu toate acestea, este controversat cât de utile sunt aceste transferuri de nutrienți. „Știm cu siguranță că se întâmplă, dar ceea ce este mai puțin clar este măsura în care se întâmplă”, spune Lynne Boddy de la Universitatea Cardiff din Marea Britanie.

în timp ce acest argument se dezlănțuie, alți cercetători au găsit dovezi că plantele pot merge mai bine și pot comunica prin micelie. În 2010, Ren Sen Zeng de la Universitatea Agricolă din China de Sud din Guangzhou a constatat că atunci când plantele sunt atașate de ciuperci dăunătoare, acestea eliberează semnale chimice în micelia care își avertizează vecinii.

plantele de roșii pot”trage cu urechea”la răspunsurile de apărare

echipa lui Zeng a crescut perechi de plante de roșii în ghivece. Unele dintre plante au fost lăsate să formeze micorize.odată ce rețelele fungice s-au format, frunzele unei plante din fiecare pereche au fost pulverizate cu Alternaria solani, o ciupercă care provoacă boala timpurie. Pungile de plastic etanșe la aer au fost utilizate pentru a preveni orice semnalizare chimică supraterană între plante.

după 65 de ore, Zeng a încercat să infecteze a doua plantă din fiecare pereche. El a descoperit că au fost mult mai puțin probabil să se îmbolnăvească și au avut niveluri semnificativ mai scăzute de daune atunci când au făcut-o, dacă au avut micelie.

„sugerăm că plantele de roșii pot „trage cu urechea” la răspunsurile de apărare și își pot crește rezistența la boli împotriva potențialului patogen”, au scris Zeng și colegii săi. Deci, nu numai că micorizele permit plantelor să împartă hrana, ci le ajută să se apere.

nu doar roșiile fac asta. În 2013, David Johnson de la Universitatea din Aberdeen și colegii săi au arătat că fasolea largă folosește și rețele fungice pentru a ridica amenințările iminente – în acest caz, afidele flămânde.Johnson a descoperit că răsadurile de fasole care nu erau ele însele atacate de afide, dar erau conectate cu cele care erau prin micelie fungică, și-au activat apărarea chimică anti-afidă. Cei fără micelie nu au făcut-o.

„o formă de semnalizare se desfășura între aceste plante despre erbivor de către afide, iar aceste semnale erau transportate prin rețelele miceliale micorizale”, spune Johnson.dar, la fel ca Internetul uman, internetul fungic are o latură întunecată. Internetul nostru subminează confidențialitatea și facilitează infracțiunile grave – și, în mod frecvent, permite răspândirea virușilor de calculator. În același mod, conexiunile fungice ale plantelor înseamnă că nu sunt niciodată cu adevărat singure și că vecinii răuvoitori le pot face rău.

în primul rând, unele plante fură unele de la altele folosind internetul. Există plante care nu au clorofilă, așa că, spre deosebire de majoritatea plantelor, ele nu își pot produce propria energie prin fotosinteză. Unele dintre aceste plante, cum ar fi orhideea fantomă, obțin carbonul de care au nevoie din copacii din apropiere, prin micelia ciupercilor la care sunt conectate ambele.

alte orhidee fură doar când le convine. Aceste ” mixotrofe „pot efectua fotosinteza, dar și” fură ” carbonul de la alte plante folosind rețeaua fungică care le leagă.

s-ar putea să nu sune prea rău. Cu toate acestea, criminalitatea informatică a plantelor poate fi mult mai sinistră decât un pic de furt mic.

plantele trebuie să concureze cu vecinii lor pentru resurse precum apa și lumina. Ca parte a acestei bătălii, unii eliberează substanțe chimice care le dăunează rivalilor.

această „alelopatie” este destul de frecventă la copaci, inclusiv acacias, afine, sicomore americane și mai multe specii de eucalipt. Ele eliberează substanțe care fie reduc șansele ca alte plante să se stabilească în apropiere, fie reduc răspândirea microbilor în jurul rădăcinilor lor.

oamenii de știință sceptici se îndoiesc că alelopatia ajută mult aceste plante neprietenoase. Cu siguranță, spun ei, substanțele chimice nocive ar fi absorbite de sol sau descompuse de microbi, înainte de a putea călători departe.

dar poate că plantele pot rezolva această problemă, prin valorificarea rețelelor subterane de ciuperci care acoperă distanțe mai mari. În 2011, ecologul chimic Kathryn Morris și colegii ei au început să testeze această teorie.

Morris, fost Barto, a crescut gălbenele de aur în recipiente cu ciuperci micorizice. Ghivecele conțineau cilindri înconjurați de o plasă, cu găuri suficient de mici pentru a menține rădăcinile afară, dar suficient de mari pentru a lăsa micelia. Jumătate din acești cilindri au fost transformați în mod regulat pentru a opri creșterea rețelelor fungice în ele.

echipa a testat solul din cilindri pentru doi compuși făcuți de gălbenele, care pot încetini creșterea altor plante și pot ucide viermii nematozi. În buteliile în care ciupercile au fost lăsate să crească, nivelurile celor doi compuși au fost cu 179% și 278% mai mari decât în buteliile fără ciuperci. Asta sugerează că micelia chiar a transportat toxinele.

echipa a crescut apoi răsaduri de salată în sol din ambele seturi de recipiente. După 25 de zile, cei crescuți în solul mai bogat în toxine au cântărit cu 40% mai puțin decât cei din solul izolat de micelie. „Aceste experimente arată că rețelele fungice pot transporta aceste substanțe chimice în concentrații suficient de mari pentru a afecta creșterea plantelor”, spune Morris, care are acum sediul la Universitatea Xavier din Cincinnati, Ohio.

ca răspuns, Unii au susținut că substanțele chimice ar putea să nu funcționeze la fel de bine în afara laboratorului. Așadar, Michaela Achatz de la Universitatea Liberă din Berlin din Germania și colegii ei au căutat un efect similar în sălbăticie.

unul dintre cele mai bine studiate Exemple de alelopatie este nucul negru American. Inhibă creșterea multor plante, inclusiv a capselor precum cartofii și castraveții, prin eliberarea unei substanțe chimice numite jugalone din frunzele și rădăcinile sale.

Achatz și echipa ei au așezat ghivece în jurul nucilor, dintre care unele rețele fungice ar putea pătrunde. Aceste vase conțineau de aproape patru ori mai mult jugalone decât vasele care au fost rotite pentru a menține conexiunile fungice. Rădăcinile răsadurilor de roșii plantate în solul bogat în jugalone au cântărit în medie cu 36% mai puțin.

unele plante deosebit de viclene ar putea chiar să modifice compoziția comunităților fungice din apropiere. Studiile au arătat că knapweed-ul reperat, ovăzul sălbatic subțire și bromul moale pot schimba compoziția fungică a solurilor. Potrivit lui Morris, acest lucru le-ar putea permite să vizeze mai bine speciile rivale cu substanțe chimice toxice, favorizând creșterea ciupercilor la care se pot conecta ambele.

animalele ar putea exploata și internetul fungic. Unele plante produc compuși pentru a atrage bacterii și ciuperci prietenoase la rădăcinile lor, dar aceste semnale pot fi preluate de insecte și viermi care caută rădăcini gustoase de mâncat. În 2012, Morris a sugerat că mișcarea acestor substanțe chimice de semnalizare prin micelia fungică poate face publicitate din greșeală prezenței plantelor la aceste animale. Cu toate acestea, ea spune că acest lucru nu a fost demonstrat într-un experiment.ca urmare a acestui număr tot mai mare de dovezi, mulți biologi au început să folosească termenul „wood wide web” pentru a descrie serviciile de comunicații pe care ciupercile le oferă plantelor și altor organisme.”aceste rețele fungice fac comunicarea între plante, inclusiv cele din diferite specii, mai rapidă și mai eficientă”, spune Morris. „Nu ne gândim la asta pentru că, de obicei, putem vedea doar ceea ce este deasupra solului. Dar majoritatea plantelor pe care le puteți vedea sunt conectate sub pământ, nu direct prin rădăcinile lor, ci prin conexiunile lor miceliale.”

internetul fungic exemplifică una dintre marile lecții ale ecologiei: organismele aparent separate sunt adesea conectate și pot depinde unele de altele. „Ecologiștii știu de ceva timp că organismele sunt mai interconectate și interdependente”, spune Boddy. Wood wide web pare a fi o parte crucială a modului în care se formează aceste conexiuni.