Dziennik pisany w lesie: Tajemnica sieci Mycelium
Obok raf koralowych i siedlisk tropikalnych lasów deszczowych to właśnie dno lasu strefy umiarkowanej, którą porastają nasze lasy, jest środowiskiem zaliczającym się do najbardziej różnorodnych i najbogatszych pod względem liczby gatunków na Ziemi. Warstwa ta, obejmująca ściółkę, warstwę próchniczną i położone pod nią głębsze poziomy gleby, wciąż jest słabo zbadana i ciągle skrywa więcej tajemnic, niż udało nam się wyjaśnić.
Podziemne giganty
W obrębie ściółki i gleby leśnej pokrywającej zaledwie jeden metr kwadratowy można znaleźć ok. tysiąca różnych gatunków zwierząt: widłogonki, skoczogonki, pierwogonki i szczeciogonki, chrząszcze, skąposzczetowe pierścienice, krocionogi i drapieżne wije, skorpionokształtne zaleszczotki, nicienie, wypławki, mięczaki i wiele innych. Jednak to nie zwierzęta są najbardziej niezwykłymi istotami spośród żyjących w świecie ukrytym pod korzeniami drzew.
Zdecydowana większość istot zamieszkujących glebę leśną to organizmy niewielkie, niejednokrotnie widoczne dopiero pod mikroskopem. Jednakże żyją w niej także osobniki gigantyczne, rozmiarami przewyższające wszystko inne, co żyje na naszej planecie. Największe zwierzę w historii świata, wieloryb płetwal błękitny, dorasta do 33 m długości ciała. Wśród roślin sekwoje i mamutowce z Ameryki Północnej przekraczają 100 m wysokości. Pod powierzchnią ziemi zamieszkują jednak organizmy o powierzchni liczonej w kilometrach kwadratowych.
Giga-opieńka
Kiedy w lasach stanu Oregon w Stanach Zjednoczonych stwierdzono zamieranie całych połaci lasu, nie przypuszczano, że badania tego zjawiska doprowadzą do wniosków niemal niewiarygodnych – a jednak potwierdzonych naukowo. Dość szybko ustalono, że drzewostany zaatakowane zostały przez jeden z gatunków opieńki i pobrano próbki grzybni do badań laboratoryjnych.
Grzybnia ma tę właściwość, że jeżeli zetkną się ze sobą fragmenty identyczne genetycznie, inaczej mówiąc, części tego samego osobnika, zrastają się i zaczynają współpracować. Podczas badań próbek z amerykańskich Gór Błękitnych tak właśnie zaczęły zachowywać się fragmenty grzybni pochodzące z miejsc, które dzieliła odległość liczona w kilometrach. Kolejne próby potwierdziły, że las opanowany został przez grzyba o powierzchni niemal 10 km kw. – przez jednego osobnika grzyba, największy zbadany dotychczas organizm na Ziemi, którego istnienia nikt wcześniej nie podejrzewał. Każda jego część nie tylko wykazywała genetyczną identyczność, lecz także była w stałej łączności i komunikowała się z pozostałymi; miały wspólny cel i dla jego osiągnięcia potrafiły koordynować swoje działania.
Co więcej, ustalono, że gigantyczny grzyb żył w tym miejscu najprawdopodobniej od kilkunastu tysięcy lat.
Sieć Mycelium
Badacz grzybów, Paul Edward Stamets nazwał strzępki grzybni „naturalną siecią internetową Ziemi”. I rzeczywiście, badania połączeń grzybni (z łac. mycelium) stały się jedną z inspiracji do stworzenia Internetu. Pierwszą sieć, o nazwie ARPANET, opracowano 60 lat temu na zlecenie Pentagonu. Później dołączyły się do niej uniwersytety, jednak kiedy pojawili się pierwsi hakerzy, sieć wojskowa odłączyła się i utajniła, natomiast połączenia cywilne zaczęły ewoluować w kierunku Internetu, który znamy dziś.
Pomimo jednak dziesiątków lat rozwoju, sieć stworzona przez ludzi wciąż nie może równać się z grzybową: jeżeli zakreślilibyście wokół siebie okrąg o powierzchni 10 mkw. (lub wytyczyli kwadrat o powierzchni ok. 330 cm x 330 cm), to łączna długość nitek grzybni pod waszymi stopami będzie wynosić ok. 40 tys. km – czyli tyle ile obwód Ziemi na równiku.
Szpiegowskie grzyby
Szpiegowanie i hakowanie nie jest wyłączną domeną Internetu. Nitki grzybni bywają wykorzystywane w tym samym celu. Pasożytnicze rośliny, takie jak kanianka, wrastają w swoje ofiary, a później za pomocą grzybni pobierają próbkę materiału genetycznego opanowanej przez siebie rośliny, rozkodowują ją i rozpracowują system obronny. Następnie już bez przeszkód omijają zapory, wrastając ssawkami w tkankę bezbronnego gospodarza i opanowując jego organizm.
Cudowna mikoryza
Grzyby to nie tylko organizmy pasożytnicze. Jedną z podstawowych funkcji, jaką pełnią w przyrodzie, jest udział w rozkładaniu martwej materii organicznej. Dzięki grzybom (i bakteriom) świat nie zatonął np. pod warstwami opadających co roku liści; przeciwnie, materia ta jest rozkładana i ponownie wykorzystywana.
Bez grzybów nie byłoby lasu, a drzewa nie tworzyłyby jednego, zgranego ekosystemu. Te nazywane mikoryzowymi (czyli współpracujące z drzewami – każdy gatunek drzewa ma kilkadziesiąt, a nawet kilkaset gatunków współpracujących z nim grzybów) nie tylko pomagają pobierać wodę i substancje mineralne z gleby. Za pomocą sieci grzybni rośliny łączą się, przekazując sobie informacje.
Jak na razie nie potrafimy poznać funkcjonowania sieci na poziomie tak skomplikowanego ekosystemu, jakim jest las. W 2013 r. David Johnson z Uniwersytetu w Aberdeen do swoich badań użył więc bobu i mszyc.
Większość osobników bobu rosła wspólnie, dzięki czemu ich korzenie były połączone grzybową siecią. Część roślin natomiast odizolowano: rosły tuż obok, lecz były odcięte od połączenia grzybnią.
Kiedy mszyce zaczęły podjadać bób na jednym końcu doświadczalnej grządki, już wkrótce zaatakowane rośliny przesłały przy pomocy grzybni sygnał o zagrożeniu do roślin jeszcze nienaruszonych, rosnących na drugim końcu. Mszyce dotarły po jakimś czasie do ostrzeżonych w ten sposób roślin, ale te były już gotowe: w swoich tkankach wytworzyły trucizny zniechęcające zwierzęta do ataku.
Tymczasem bób rosnący tuż obok, lecz w izolacji, któremu odcięto możliwość wysyłania i odbierania informacji za pomocą sieci grzybni, był nieświadomy zagrożenia: nieprzygotowany na atak szybko został zjedzony przez mszyce.
Spójrzmy więc na grzyby z nowej perspektywy, jako na prekursorów Internetu, podziemnych gigantów, szpiegów, ale i niezastąpionych sprzymierzeńców, a także organizmy dysponujące być może najbardziej skomplikowanym laboratorium chemicznym świata.
Fot. Przemysław Barszcz