На первый взгляд земля под ногами кажется просто мертвой почвой, однако на самом деле там скрывается колоссальная транспортная система. Ученые впервые составили глобальную карту грибных сетей, которые опутывают планету на невообразимые расстояния. Эти крошечные нити выполняют роль «подземной интернет-сети», объединяя растения и регулируя климат. Масштаб этого явления превзошел самые смелые ожидания исследователей.

 

Глобальная сеть длиной в квадриллионы километров

Специалисты из нескольких научных центров объединили усилия, чтобы оценить физический объем микоризных грибов. Речь идет об арбускулярно-микоризных грибах (АМ), которые образуют симбиоз с подавляющим большинством растений на Земле. Результаты их работы опубликованы в авторитетном журнале Science.

Оказалось, что общая протяженность грибных нитей (гиф) в верхнем слое почвы достигает 110 квадриллионов километров. Для сравнения: это почти в миллиард раз больше расстояния от нашей планеты до Солнца. Чтобы представить себе такую цифру, достаточно вспомнить, что в одной лишь чайной ложке земли может содержаться до десяти метров этих микроскопических трубопроводов.

Исследователи использовали данные более чем из 16 000 образцов почвы, собранных по всему миру. К полученным цифрам добавились данные машинного обучения и роботизированной съемки, что позволило рассчитать плотность сетей даже в тех регионах, где прямые замеры провести не удалось.

 

Роль грибов в жизни растений и климата

Грибница работает как единый механизм, где каждый участник получает свою выгоду. Растения передают грибам часть углерода, полученного в процессе фотосинтеза. Взамен мицелий снабжает своих «партнеров» водой и труднодоступными минералами, в частности фосфором. Без этого взаимодействия наземная флора не смогла бы существовать в том виде, в котором мы ее знаем.

Помимо поддержки отдельных растений, эти сети выполняют важнейшую климатическую функцию. Они ежегодно переносят в почву около 4 миллиардов тонн углекислого газа в эквиваленте. Эта цифра составляет 11% от всех выбросов, которые человечество производит за год. Таким образом, грибы выступают в роли гигантского наземного фильтра, удерживая углерод в земле.

Степные территории играют здесь особую роль. Именно в лугах и пастбищах сосредоточено около 40% всей грибной инфраструктуры планеты. Наиболее плотные скопления обнаружены в затопляемых районах Южного Судана, на болотах Эверглейдс во Флориде и на Тибетском нагорье.

 

От чего зависит плотность подземных сетей

Не вся земля одинаково полезна для грибов. Исследователи выяснили, что на сельскохозяйственных угодьях плотность сетей в среднем на 50% ниже, чем в дикой природе. Постоянная распашка, использование химикатов и монокультуры разрушают хрупкую структуру микоризы.

Это создает серьезные риски. Почва с бедной грибницей хуже удерживает питательные вещества и быстрее разрушается под воздействием эрозии. Она теряет способность эффективно связывать углерод, что усиливает парниковый эффект. Ученые бьют тревогу: луга, где сосредоточен основной запас этой «инфраструктуры», превращают в пашни в четыре раза быстрее, чем вырубают леса.

Основные факторы, влияющие на состояние грибного покрова:

• тип растительности на поверхности;
• влажность и температурный режим грунта;
• антропогенная нагрузка и способы обработки земель;
• естественное биоразнообразие экосистемы.

 

Как ученые изучали невидимый мир

До последнего времени бо́льшая часть жизни под ногами оставалась загадкой. Микоризные грибы чрезвычайно малы, а их нити легко повредить при попытке раскопать. Чтобы обойти эту проблему, команда применила нейросети, способные предсказать наличие грибницы по косвенным признакам: типу почвы, климату и растительному покрову.

Дополнительно в лаборатории Амольф (AMOLF) использовали роботизированную съемку. Она позволила проанализировать более 300 000 живых гиф. Благодаря этому удалось узнать, с какой скоростью идет транспортировка веществ. Углерод по этим каналам движется со скоростью до 120 микрометров в секунду. Если перенести это на человеческие масштабы, ощущение скорости будет сравнимо с движением со скоростью 400 километров в час.

Вместе с научной работой была представлена интерактивная карта Mycorrhizal Infrastructure Map. На ней можно в деталях рассмотреть плотность сетей для каждого квадратного километра суши (за исключением ледяных шапок полюсов).

 

Почему важно сохранять грибные экосистемы

Несмотря на колоссальную роль грибов, они практически не учитываются в программах по охране природы. Около 95% зон, где сосредоточено максимальное разнообразие микоризных видов, не имеют официального защитного статуса. При этом именно под землей происходят процессы, от которых зависит чистота воздуха и плодородие почв.

Биолог Тоби Кирс, исполнительный директор организации SPUN, подчеркивает, что грибы слишком долго игнорировались в климатических стратегиях. По её мнению, пришло время исправлять это упущение. Включение подземных сетей в планы по защите окружающей среды поможет эффективнее бороться с изменениями климата и сохранять продовольственную безопасность.

Исследователи надеются, что их карты станут инструментом для политиков и экологов. Понимание того, где грибница процветает, а где находится под угрозой, позволит принимать более взвешенные решения в области землепользования.

Эта работа открывает лишь край завесы над подземным миром. Огромные территории планеты пока даже не были опробкованы, что оставляет простор для будущих открытий. Но уже сейчас ясно: мы живем не просто на поверхности земли, а на верхушке огромного живого фильтра, от состояния которого зависит будущее всей планеты.