قارچ‌ها، به‌ویژه آن‌هایی که «میکوریزی» هستند، متحدان طبیعی جنگل هستند، زیرا جذب مواد مغذی برای درخت را بهبود می‌بخشند؛ اما کدام‌یک از استراتژی‌های تغذیه میکوریزا بیشترین تنوع درختی را در جنگل به همراه دارد: استراتژی A (اکتومیکوریزا) یا استراتژی B (میکوریزای آربوسکولار)؟
زیست‌شناسان دانشگاه مونترال و موسسه تحقیقات زیست‌شناسی گیاهی این سؤال را مطرح کردند و دریافتند که پاسخ نه A هست و نه B، بلکه ترکیبی از این دو است و این ثابت می‌کند که قدرت در اتحاد یا بهتر است بگوییم، در تنوع وجود دارد.
ظرفیت تغذیه قدرتمند میکوریزا
“میکوریزا، از یونانی myco-، “قارچ” و rhiza، “ریشه”، نوعی رابطه همزیستی بین یک گیاه و یک قارچ است که از زمان استعمار زمین توسط گیاهان، چندین میلیون سال پیش وجود داشته است.”
الکسیس کارترون، نویسنده اصلی این مطالعه توضیح داد: “این ارتباط مثبت برای هر دو شریک بدون شک گسترده‌ترین و مهم‌ترین شکل “همزیستی متقابل ” در اکوسیستم‌های زمینی است.”
کارترون دارای مدرک Ph.D. در زیست‌شناسی از دانشگاه مونترال و در حال حاضر به‌عنوان محقق فوق دکتری در بخش علوم و سیاست محیطی در دانشگاه میلان ایتالیا مشغول به کار است.
در گیاه‌شناسی، قارچ‌های میکوریزا از دیرباز به‌عنوان مزایای تغذیه‌ای قابل‌توجهی برای گیاهان با گسترش سیستم ریشه خود تا ۱۰ برابر سطح اولیه ریشه شناخته‌شده‌اند و آن‌ها را قادر می‌سازند آب و مواد معدنی را از خاک بهتر جذب کنند. به‌عنوان‌مثال، قارچ‌های میکوریزی قادرند فسفر را در خاک حل کنند و آن را در دسترس گیاهان قرار دهند. در عوض، این گیاه قند تولیدشده از طریق فتوسنتز را در اختیار قارچ‌ها قرار می‌دهد.
ناظر این مطالعه، Etienne Laliberté، رئیس کانادایی درزمینهٔ تنوع زیستی عملکردی گیاهی در دانشگاه مونترال، گفت: مدتی است که علاقه فزاینده‌ای به نقش مهم قارچ‌های میکوریزی در تنوع زیستی گیاهان وجود دارد.
دو استراتژی برای قارچ‌ها
به نظر می‌رسد دو نوع اصلی میکوریزا، اکتومیکوریزا و میکوریزا آربوسکولار، به طرق مختلف بر تنوع گونه‌های درختی در جنگل‌ها تأثیر می‌گذارند.
اکتومیکوریزا حدود ۲ درصد از گونه‌های گیاهی را تحت تأثیر قرار می‌دهد که عمدتاً مخروطیان جنگل‌های نیمکره شمالی هستند. میکوریزا آربوسکولار، قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین شکل ارتباط همزیستی بین قارچ‌ها و گیاهان، ۸۰ درصد از گیاهان خشکی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این دو در نحوه چسبیدن قارچ به ریشه گیاه متفاوت هستند.
دانشمندان مشاهده کرده‌اند که جنگل‌هایی با خاک‌های غنی‌شده توسط میکوریزای آربوسکولار، متنوع‌تر هستند. به‌عنوان‌مثال، جنگل‌های بارانی استوایی غنی از گونه‌ها، عمدتاً از درختان میکوریز آربوسکولار تشکیل‌شده‌اند، درحالی‌که جنگل‌های شمالی فقیر از گونه‌ها تحت سلطه درختان اکتومیکوریزا هستند.
به همین دلیل، محققان بر این باور بودند که میکوریزا آربوسکولار همزیستی و تنوع گونه‌های گیاهی را افزایش می‌دهد، درحالی‌که اکتومیکوریزا باعث تسلط یک یا تنها چندگونه می‌شود.
مطالعات تجربی نهال‌ها و مشاهدات در مقیاس بزرگ در به یوم‌های مختلف زمینی (مناطق جغرافیایی که آب‌وهوا، جانوران و گیاهان مشابهی دارند) نیز از این فرضیه حمایت می‌کند؛ بااین‌حال، توسط مطالعه جدید به چالش کشیده شده است.
بیش از ۸۰۰۰۰ قطعه جنگلی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت، درختان جنگلی با یکدیگر و با قارچ‌های میکوریزا در یک سطح بسیار موضعی (در چند متر) در طی چندین دهه تعامل دارند؛ بنابراین، کارترون و لالیبرته مجبور شدند این فرضیه را درزمینهٔ ای جنگلی (مساحتی به وسعت چند صد مترمربع) در جنگل‌های متعددی آزمایش کنند تا تعیین کنند آیا می‌توان نتایج را تعمیم داد یا خیر.
کارترون توضیح داد: “ما حدود ۸۲۰۰۰ قطعه جنگلی را در سراسر ایالات‌متحده تجزیه‌وتحلیل کردیم و به این نتیجه رسیدیم که قطعاتی که به‌شدت تحت سلطه اکتومیکوریزا یا میکوریزا آربوسکولار بودند، تنوع درختی کمتری داشتند.”
“در کمال تعجب، این جنگل‌ها با ترکیبی از هر دو استراتژی میکوریزی بودند که تعداد گونه‌های درختی بیشتری داشتند؛ بنابراین نتایج ما نشان می‌دهد که غلبه هر یک از قارچ‌ها، صرف‌نظر از نوع آن، به نظر می‌رسد تنوع درختان جنگلی را کاهش می‌دهد.”
آیا میکوریزا می‌تواند به مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی کمک کند؟
درحالی‌که تسلط میکوریزا را می‌توان در چندین مقیاس، مانند سیستم ریشه، قطعه جنگلی و به یوم تعیین کرد، این مطالعه بر اهمیت در نظر گرفتن تأثیر میکوریزا بر فرآیندهای اکولوژیکی در سطح قطعه جنگل تأکید می‌کند. مطالعه نشان می‌دهد که در این مقیاس، همزیستی استراتژی‌های میکوریزا می‌تواند تنوع گیاهی را ارتقا دهد.
محققان خاطرنشان کردند: «گاهی اوقات جنگل‌هایی با ترکیبی از استراتژی‌های میکوریزا توسط زیست‌شناسان نادیده گرفته می‌شوند، زیرا فراوانی کمتری دارند.» بااین‌حال، مطالعه ما نشان داده است که همیشه این‌طور نیست و این گونه‌های مختلط درواقع می‌توانند بخش بزرگی از جنگل‌های جهان را تشکیل دهند.
چنین جنگل‌هایی ممکن است راه بسیار مهمی برای تحقیقات و مدیریت جنگل‌ها باهدف قرار دادن خدمات بیشتر اکوسیستم باشند: مبارزه با تغییرات اقلیمی و انطباق با تغییرات اقلیمی نمونه خوبی از خدماتی است که یک اکوسیستم می‌تواند ارائه دهد، زیرا یک جنگل پررونق با تنوع درختی بالا، مخزنی مطلوب برای آب‌وهوا است.
