Увидеть грибы вместо деревьев. Грибы-микоризообразователи способствуют процветанию растений и связывают большое количество углерода. Но новый атлас показывает, что этим борцам за климат необходима срочная защита.

Подобно тому, как большая часть айсберга скрыта под водой, большая часть дерева скрыта под землёй. В то время как ствол, ветви и листья поглощают углекислый газ, способствующий потеплению планеты, деревья и другие растения давно сформировали подземные союзы с микоризными грибами, которые переплетаются с их корнями, создавая взаимовыгодную торговую сеть. В обмен на помощь всем растениям, от дубов до секвойи, в поиске воды и необходимых питательных веществ, таких как азот, грибы получают энергию в виде углерода, который их партнёры извлекают из атмосферы.

На самом деле, это очень много углерода: во всем мире около 13 миллиардов метрических тонн CO2 ежегодно передаются от растений к микоризным грибам — примерно треть всех выбросов человечества от ископаемого топлива, — не говоря уже о том CO2, который они помогают деревьям поглощать, вырастая большими и сильными. Однако, когда вы слышите о кампаниях по сохранению и посадке новых деревьев для замедления изменения климата, вы ничего не слышите о микоризных грибах. Другими словами, человечество, возможно, не видит леса за деревьями, отчасти потому, что, не проведя раскопки, трудно определить, какие виды микоризы ассоциируются с теми или иными растениями в данной экосистеме.

Новый исследовательский проект пытается изменить это. Общество защиты подземных сетей (SPUN) запустило Underground Atlas — интерактивный инструмент, который отображает разнообразие микоризных грибов по всему миру. Это ресурс для ученых и специалистов по охране природы, позволяющий лучше понять, на чем сосредоточить усилия по защите этих видов, чтобы они могли продолжать связывать углерод и обеспечивать другие критически важные услуги в экосистемах. «Мы давно знаем, что эти микоризные грибы очень важны для экосистем, и что они существуют по всей планете и сотрудничают со множеством различных растений», — говорит эколог грибов Майкл Ван Нуланд, ведущий специалист по данным в SPUN и ведущий автор новой статьи,  описывающей  работу в журнале Nature . «Но было трудно сопоставить это чувство масштаба с большими наборами данных или крупномасштабными картами высокого разрешения».

Чтобы создать этот атлас, Ван Нуланд и его коллеги не исследовали каждый квадратный фут растительности на Земле и не брали образцы почвы, потому что в этом не было необходимости. Вместо этого они проанализировали ДНК образцов микоризных грибов из 130 стран. Зная условия, в которых были взяты образцы — местную температуру, количество осадков, тип растительности и даже pH почвы — они смогли научить компьютерную модель связывать эти характеристики с различными видами грибов. 

Теперь система может предсказать, какие виды микоризы должны обитать в данном месте, даже если учёные не были в этом месте, чтобы собрать образец. На карте выше более яркие цвета указывают на большее разнообразие группы, известной как эктомикоризные грибы, которые растут в виде чехлов вокруг корней. Обратите внимание на светящиеся области на крайнем севере, где находятся бореальные леса. «Приятно видеть, что их модель воспроизводит закономерности, которые, как мы в основном знаем, ожидаются для высокого разнообразия в этих умеренно бореальных регионах», — говорит эколог грибов Лора М. Богар, изучающая эктомикоризные грибы в Калифорнийском университете в Дэвисе, но не принимавшая участия в исследовании.

Карта выше переворачивает эту динамику. Она показывает прогнозируемое богатство второй группы — арбускулярных микоризных грибов. (Вы можете поиграть с картой  здесь . Чтобы переключаться между двумя группами, нажмите кнопку в правом нижнем углу.) Вместо того, чтобы обволакивать корни, они проникают в них. Обратите внимание на их видовое богатство за пределами бореальных лесов, особенно в тропиках. Интересно, что горячей точкой арбускулярных грибов являются не тропические леса Амазонки, а прилегающая саванна в Бразилии. «Когда вы думаете о самых горячих точках на планете с точки зрения биоразнообразия, большинство людей вспомнит тропические леса Амазонки», — говорит Ван Нуланд. «Но для этого типа группы микоризных грибов это окружающая экосистема».

Учёные всё ещё выясняют, что влияет на глобальное распространение эктомикоризных и арбускулярных грибов. Однако ситуацию осложняет тот факт, что эти две группы могут пересекаться в одних и тех же условиях. Например, Богар работает в Северной Калифорнии с пихтами Дугласа, на которых присутствуют эктомикоризные грибы, и секвойями, на которых присутствуют арбускулярные грибы. «Хотя мне, стоя на земле, они кажутся просто очень высокими, красивыми деревьями с, вероятно, схожей экологией, с точки зрения гриба, взаимодействующего с их корнями, они кардинально отличаются», — говорит Богар.

Исследователи обнаружили, что в глобальном масштабе лишь 9,5% очагов биоразнообразия грибов находятся на территории существующих охраняемых территорий. Если территория вырубается для выпаса скота (что особенно остро стоит в Амазонии), микоризные грибы теряют партнёров, необходимых им для получения энергии, и планета теряет мощный симбиоз, который естественным образом переносит углерод в почву. Без устойчивой популяции грибов питательные вещества вымываются из системы, что приводит к усилению эрозии почвы. «Существует множество других каскадных преимуществ, помимо того, сколько углерода физически попадает в тела грибов», — говорит Ван Нуланд.

Микоризным грибам приходится бороться не только с разрушением человеком их среды обитания, но и с быстро меняющимся климатом вокруг них. Ван Нуланд и его коллеги включили в свою модель исторические данные, которые показали, что стабильный в течение длительных периодов климат способствовал развитию уникальных и редких симбиозов между растениями и грибами. В условиях нынешних атмосферных изменений – как из-за повышения температуры, так и из-за усиливающихся засух – эти уникальные симбиозы могут оказаться под угрозой, что ставит под угрозу как растения, так и их микоризные грибы.

Богар говорит, что, вооружившись атласом, учёные смогут лучше расставлять приоритеты в полевых исследованиях грибов. Тем временем Ван Нуланд пытается определить наилучший способ сохранения этих важных грибов, особенно в очагах биоразнообразия, появляющихся на карте. «Мы не знаем, работают ли для микоризных грибов те же стратегии защиты, что и для биоразнообразия растений и животных», — говорит Ван Нуланд. «Сейчас мы активно исследуем этот вопрос».