Большинство дружественных растениям грибов остаются загадкой для науки

Под лесной подстилкой скрывается обширная подземная сеть грибных нитей — микоризные грибы, которые образуют симбиоз с корнями почти всех растений. Они встречаются повсеместно, от тропических лесов до сельхозугодий.

Согласно недавнему обзору, до 83% видов эктомикоризных (ECM) грибов, партнёров деревьев, могут быть неизвестны науке.

Эти грибы растут вокруг кончиков корней, образуют сети между или внутри клеток корня, добывают из почвы питательные вещества (фосфор, азот) и получают от растения-хозяина углерод.

Следы неидентифицированных грибов часто находят в ДНК почвы. Исследователи проверили глобальные базы данных ДНК, чтобы выяснить, скольким следам ECM-грибов соответствует описанный вид. Совпадение нашлось лишь для 17%. Учёные называют такие организмы «тёмными таксонами» — обнаруженными, но не описанными формально.

Многие из этих грибов образуют крупные плодовые тела (например, мухоморы, белые грибы, лисички) и являются основой лесных экосистем.

Незнание о подземном мире имеет серьёзные последствия. Ландшафты меняются из-за вырубки лесов и сельского хозяйства, а усилия по лесовосстановлению часто не учитывают влияние на грибную жизнь.

Например, в Амазонии в 2018–19 годах под производство говядины было уничтожено 9 842 км² тропического леса (эквивалент 1,8 млн футбольных полей).

Программы по компенсации выбросов углерода часто предполагают посадку деревьев одного вида, что может разорвать древние связи между местными деревьями и их грибными партнёрами. Многие ECM-грибы образуют симбиоз только с определёнными деревьями (например, грибы рода Suillus — с определёнными соснами).

Внедрение чужеродных видов может непреднамеренно привести к вымиранию эндемичных грибов, в том числе ещё не открытых наукой.

Проблема не ограничивается ECM-грибами. Целые гильдии микоризных грибов остаются практически неисследованными.

Эрикоидные микоризные грибы (ERM)

Образуют симбиоз с вересковыми кустарниками (вереск, клюква, рододендроны). Доминируют в суровых ландшафтах: арктической тундре, бореальных лесах, болотах, горах.

ERM-грибы не только помогают растениям выживать, но и, вероятно, способствуют накоплению углерода в этих средах, являясь частью важного поглотителя углерода.

Их экология остаётся загадкой. Официально идентифицировано лишь небольшое число видов. Их геномы содержат множество генов для разложения органического вещества, что указывает на двойной образ жизни: они являются не только симбионтами, но и активными редуцентами, влияющими на питание растений и круговорот углерода в почве.

Эндомикоризные грибы Mucoromycotina (MFRE)

Другая группа загадочных грибов, образующих полезные связи с растениями. До 2017 года их путали с арбускулярными микоризными (AM) грибами. MFRE часто встречаются вместе с AM-грибами в различных экосистемах, включая сельхозугодия и бедные почвы.

MFRE, по-видимому, важны для помощи растениям в усвоении азота из почвы, в то время как AM-грибы больше связаны с поглощением фосфора. Как и ERM, MFRE могут переключаться между свободноживущим и симбиотическим образом жизни. Они становятся важными игроками в устойчивости растений и устойчивом сельском хозяйстве.

Тёмные септированные эндомикоризы (DSE)

Эти грибы часто встречаются в корнях растений. Их характеризуют тёмно-пигментированные септированные гифы. Их роль сильно зависит от контекста: некоторые могут повышать устойчивость растения-хозяина к стрессу или улучшать поглощение питательных веществ, другие — действовать как скрытые патогены. Большинство DSE не имеют названия и плохо изучены.

Время на исходе

Многие экосистемы, связанные с этими «тёмными гильдиями» грибов, относятся к самым уязвимым на планете. Арктические и альпийские регионы, где доминируют ERM, DSE и, возможно, MFRE, нагреваются в 2–4 раза быстрее среднемирового показателя.

Торфяники осушаются и преобразуются для сельского хозяйства или застройки, а верещатники становятся мишенью для инициатив по посадке деревьев для секвестрации углерода.

Посадка быстрорастущих чужеродных видов монокультурами может улучшить краткосрочные показатели поглощения углерода над землёй, но ценой здоровья почвы и биоразнообразия под землёй. Многие грибы специфичны к хозяину и миллионы лет коэволюционировали с местными растениями. Их замена может привести к локальному вымиранию неизученных грибов.

Почвенные грибы опосредуют процессы от круговорота питательных веществ и подавления патогенов до секвестрации углерода. Мы меняем ландшафты быстрее, чем успеваем их понять, рискуя разрушить критические экологические системы, формировавшиеся тысячелетиями.