Учёные впервые составили карту гигантской грибной сети, связующей экосистемы планеты

Учёные создали первую масштабную глобальную карту подземных грибных сетей, раскрывающую структуру так называемой «кровеносной системы» Земли, состоящей из древних микоризных грибов. Речь идёт о симбиотических арбускулярных грибах, формирующих разветвлённые структуры из нитевидных клеток гиф, которые связывают растения между собой и участвуют в перераспределении углерода, воды и питательных веществ в почве.

Международная команда исследователей представила работу, в которой была впервые предпринята попытка не просто описать разнообразие этих грибов, а смоделировать их плотность и биомассу на планетарном уровне. По оценкам учёных, суммарная протяжённость таких подземных сетей может достигать порядка 110 квадриллионов километров, причём около 40% всей этой структуры сосредоточено под травянистыми экосистемами.

Для создания модели исследователи использовали более 16 тысяч образцов почвы, собранных по всему миру, формируя крупнейший на сегодняшний день набор данных о микоризных грибах. Затем были применены методы машинного обучения, которые позволили экстраполировать данные на неохваченные регионы и разные биомы. Дополнительно модель калибровалась и проверялась с помощью роботизированной визуализации более 300 тысяч лабораторно выращенных гиф.

Авторы работы отмечают, что даже небольшое количество почвы может содержать колоссальные грибные структуры: по словам ведущего автора исследования Джастина Стюарта из Общества защиты подземных сетей (SPUN), в одной чайной ложке грунта может находиться до 10 метров грибной сети. Эти данные подчёркивают масштаб и значимость подземных симбиотических систем, которые ранее оставались крайне недооценёнными.

Учёные сравнивают эту грибную сеть с «кровеносной системой» планеты, поскольку она обеспечивает перенос углерода, воды и питательных веществ. Скорость потоков в этих структурах может достигать 120 микрометров в секунду. Около 70% видов растений на Земле находятся в симбиотической связи с арбускулярными микоризными грибами, которые могут обеспечивать до 80% поступающего фосфора и увеличивать радиус поиска питательных веществ корнями растений почти в 100 раз.

Кроме того, грибные сети играют заметную роль в климатической системе: они поглощают и перераспределяют около 4 миллиардов тонн углекислого газа ежегодно, что эквивалентно примерно 11% антропогенных выбросов. Однако исследование также выявило тревожные тенденции: наиболее богатые грибными сетями травянистые экосистемы относятся к числу наименее защищённых и активно преобразуются в сельскохозяйственные угодья.

По данным авторов, в пахотных землях плотность грибной сети примерно вдвое ниже, чем в естественных ландшафтах, что может негативно влиять на способность почв удерживать углерод, перерабатывать питательные вещества и противостоять экологическим стрессам. Учёные подчёркивают, что представленная карта является лишь первым шагом и не охватывает все типы микоризных грибов и их структур, включая споры, которые также важны для понимания распространения и устойчивости этих организмов.

Исследователи отмечают, что дальнейшее развитие подобных моделей критически важно для климатической науки и природоохранной политики, поскольку грибы до сих пор редко учитываются в стратегиях управления землепользованием и климатическими рисками, несмотря на их ключевую роль в функционировании экосистем.