معظم الغابة يعيش تحت ظل الأشجار العملاقة التي تشكّل أعلى مظلّة. هؤلاء هم أكبر الأشجار سنا بمئات الأبناء وآلاف الأحفاد. يتواصلون مع جيرانهم ويشاركونهم الغذاء والمؤونة والحكمة التي اكتسبوها خلال حياتهم الطويلة.
Most of the forest lives in the shadow of the giants that make up the highest canopy. These are the oldest trees, with hundreds of children and thousands of grandchildren. They check in with their neighbors, sharing food, supplies, and wisdom gained over their long lives.
يقومون بكل هذا مغروسين في أماكنهم عاجزين عن الكلام أو التناول أو الحركة. و يكمن سرّ نجاحهم تحت أرض الغابة حيث تدعم شبكات جذرية عملاقة الجذوع الشاهقة في الأعلى. يشارك هذه الجذور فطريات تكافلية تسمى الفطريات الجذرية (الميكوريزا)
They do all this rooted in place, unable to speak, reach out, or move around. The secret to their success lies under the forest floor, where vast root systems support the towering trunks above. Partnering with these roots are symbiotic fungi called mycorrhizae.
لهذه الفطريات تفريعات لا تحصى تشبه الخيوط ( الخيوط الفطرية) والتي تشكّل معا الغزل الفطري ينتشر الغزل الفطري في مساحة أكبر بكثير من مساحة الشبكة الجذرية للشجرة ويربط جذور الأشجار المختلفة ببعضها. هذه الارتباطات تكوّن شبكات (فطريات جذرية) وعبر هذه الشبكات، تستطيع الفطريات أن تمرّر موارد الغذاء وجزيئات الإشارة بين الأشجار
These fungi have countless branching, thread-like hyphae that together make up the mycelium. The mycelium spreads across a much larger area than the tree root system and connect the roots of different trees together. These connections form mycorrhizal networks. Through mycorrhizal networks, fungi can pass resources and signaling molecules between trees.
نعلم أن لأكبر الأشجار سنا أضخم الشبكات الفطرية الجذرية وأكثر الارتباطات مع الأشجار الأخرى ولكن هذه الارتباطات فائقة التعقيد بحيث لا يمكن تتبعها. وذلك لأن هنالك حوالي مئة نوع من الخيوط الفطرية والشجرة الواحدة قد يحتلها عشرات الكائنات الفطرية المختلفة، وترتبط كلّ منها بمجموعة متفرّدة من الأشجار الأخرى. والتي بدورها لدى كل واحدة منها مجموعة روابطها الفطرية المتفردة. ولنفهم كيف تنساب المواد عبر هذه الشبكات، لنلقي نظرة مجهرية على السكريات، وهي تسافر من شجرة بالغة إلى شجيرة مجاور.
We know the oldest trees have the largest mycorrhizal networks with the most connections to other trees, but these connections are incredibly complicated to trace. That’s because there are about a hundred species of mycorrhizal fungi– and an individual tree might be colonized by dozens of different fungal organisms, each of which connects to a unique set of other trees, which in turn each have their own unique set of fungal associations. To get a sense of how substances flow through this network, let’s zoom in on sugars, as they travel from a mature tree to a neighboring seedling.
تبدأ رحلة السكريات عاليا فوق سطح الأرض، في أوراق أعلى أشجار الِمظلّة وتستخدم الأوراق ضوء الشمس الوفير هناك في الأعلى لصنع السكريات عبر التمثيل الضوئي ثمّ يسافر هذا الوقود الأساسي عبر الشجرة إلى أصل الجذع في العصارة الثخينة (النُّسغ)
Sugar’s journey starts high above the ground, in the leaves of the tallest trees above the canopy. The leaves use the ample sunlight up there to create sugars through photosynthesis. This essential fuel then travels through the tree to the base of the trunk in the thick sap.
من هناك ينساب السكر للأسفل حتى الجذور فتقابل (الفطريات الجذرية) رؤوس الجذور فإما أن تحّوط أو تخترق الخلايا الخارجية للجذر، على حسب نوع الفطريات لا تستطيع الفطريات إنتاج السكريات، بالرغم من حاجتها لها وقودا تماما كما الأشجار. إلا أنها.. تستطيع تحصيل المواد الغذائية من التربة بكفاءة على من جذور الأشجار، وتمرر هذه المواد الغذائية إلى جذور الأشجار بصورة عامة، تتدفق المواد من حيث هي أكثر وفرة إلى حيث تكون أقل وفرة، أو من المصدر إلى المصرف. ويعني هذا أن السكريات تتدفق من جذور الأشجار إلى الخيوط الفطرية. وعندما تدخل السكريات الفطر، تسافر بين الخيوط الفطرية عبر مسامات بين الخلايا أو عبر خيوط فطرية ناقلة مجوّفة خاصة. فيمتص الفطر بعض السكريات، لكن بعضها يتابع الرحلة ويدخل جذور شجرة مجاورة، شجيرة تنمو في الظل، وذات فرصة ضعيفة من أجل إنتاج االسكر ضوئيا.
From there, sugar flows down to the roots. Mycorrhizal fungi encounter the tips of the roots and either surround or penetrate the outer root cells, depending on the type of fungi. Fungi cannot produce sugars, though they need them for fuel just like trees do. They can, however, collect nutrients from the soil much more efficiently than tree roots— and pass these nutrients into the tree roots. In general, substances flow from where they are more abundant to where they are less abundant, or from source to sink. That means that the sugars flow from the tree roots into the fungal hyphae. Once the sugars enter the fungus, they travel along the hyphae through pores between cells or through special hollow transporter hyphae. The fungus absorbs some of the sugars, but some travels on and enters the roots of a neighboring tree, a seedling that grows in the shade and has less opportunity to photosynthesize sugars.
لكن لم ينقل الفطر الامدادات من شجرة لشجرة؟ فهذا أحد ألغاز شبكات الفطريات الجذرية. يبدو معقولا أن يبادل الفطر المواد الغذائية من التربة بالسكريات مع شجرة فكلا الطرفين يستفيد لعل الفطر يستفيد من أوجه أقل وضوحا من كونه جزءا من شبكة بين الأشجار، لكن الطريقة بالضبط غير واضحة تماما. لعل الفطر يستفيد من امتلاك ارتباطات مع أكبر عدد ممكن من الأشجار المختلفة فيزيد ارتباطاته إلى أقصى حد عن طريق تنقيل الجزيئات بين الأشجار . أو أن النباتات قد تقلل من منحها للفطريات إذا لم تتح الفطريات التبادلات بين الأشجار.
But why does fungus transport resources from tree to tree? This is one of the mysteries of the mycorrhizal networks. It makes sense for fungus to exchange soil nutrients and sugar with a tree— both parties benefit. The fungus likely benefits in less obvious ways from being part of a network between trees, but the exact ways aren’t totally clear. Maybe the fungus benefits from having connections with as many different trees as possible, and maximizes its connections by shuttling molecules between trees. Or maybe plants reduce their contributions to fungi if the fungi don’t facilitate exchanges between trees.
أيّا كانت الأسباب، فهذه الفطريات تمرّر كميات مهولة من المعلومات بين الأشجار. فعن طريق (الفطريات الجذرية) تستطيع الأشجار أن تعرف متى تكون المواد الغذائية أو جزيئات الإشارة آتية من نفس نوعها أم لا. بل ويمكنها أن تعرف متى تكون المعلومات قادمة من قريب كالأخ أو الأب. وتستطيع الأشجار كذلك أن تشارك معلومات عن وقائع مثل جفاف أو هجوم الحشرات عبر شبكاتها الفطرية، مما يجعل جيرانها يزيدون من إفراز الأنزيمات الوقائية تحسّبا للخطر.
Whatever the reasons, these fungi pass an incredible amount of information between trees. Through the mycorrhizae, trees can tell when nutrients or signaling molecules are coming from a member of their own species or not. They can even tell when information is coming from a close relative like a sibling or parent. Trees can also share information about events like drought or insect attacks through their fungal networks, causing their neighbors to increase production of protective enzymes in anticipation of threats.
تعتمد نضرة الغابة على هذه الاتصالات المتشابكة والمبادلات. وبهذه الارتباطات شديدة التعقيد، فإن ما يصيب نوعا واحدا لا بدّ أن يصيب الآخرين.
The forest’s health relies on these intricate communications and exchanges. With everything so deeply interconnected, what impacts one species is bound to impact others.