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.
רוב היער חי בצל הענקים שיוצרים את החופה הגבוהה ביותר. אלה העצים הכי עתיקים, עם מאות ילדים ואלפי נכדים. הם מתחברים עם שכניהם, חולקים אוכל, אספקה, ותבונה שנאספה בחייהם הארוכים.
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.
הם עושים כל זאת נטועים במקום, לא מסוגלים לדבר, להושיט יד, או לנוע. הסוד להצלחה שלהם נמצא תחת רצפת היער, שם שורשים נרחבים תומכים בגזעים המתנשאים מעל. יחד עם השורשים חיות פטריות סימביוטיות שנקראות מיקוריזה.
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.
לפטריות האלו יש אין ספור קורים, תפטיר דמוי-חוטים שיחד יוצרים את התפטיר. התפטיר מתפשט לרוחב אזור גדול בהרבה ממערכת שורשי העצים ומחבר את השורשים של עצים שונים יחד. החיבורים האלה יוצרים רשתות מיקוריזליות. דרך רשתות מיקוריזליות, פטריות יכולות להעביר משאבים ומולקולות מאותתות בין עצים.
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.
אנחנו יודעים שלעצים העתיקים ביותר יש את הרשתות המיקוריזליות הגדולות ביותר עם הכי הרבה חיבורים לעצים אחרים, אבל החיבורים האלה הם מורכבים ביותר לעקיבה. זה בגלל שיש בערך מאה מינים של פטריות מיקוריזליות ועץ בודד יכול לאכלס עשרות סוגים שונים של פטריות, כל אחת מתחברת לסט יחודי של עצים אחרים, ושבתורו לכל אחד יש חיבורי פטריות יחודיים. כדי לקבל תחושה של איך חומרים זורמים דרך הרשת הזו, בואו נתמקד בסוכרים, כשהם נעים מעצים בוגרים לשתילים סמוכים.
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.
מסע הסוכר מתחיל גבוה מעל האדמה, בעלים של העצים הגבוהים ביותר מעל החופה. העלים האלה משתמשים באור השמש שם למעלה כדי ליצור סוכרים דרך פוטוסינטזה. הדלק החיוני הזה נע אז דרך העץ לבסיס הגזע בעצה העבה.
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.
משם, סוכר זורם לשורשים. פטריות מיקוריזליות פוגשות את קצות השורשים ומקיפות או חודרות לתאי השורש החיצוניים, תלוי בסוג הפטריות. הפטריות לא יכולות לייצר סוכרים, למרות שהן צריכות אותם כדלק ממש כמו העצים. עם זאת, הן יכולות לאסוף חומרים מזינים מהאדמה ביעילות רבה יותר משורשי העצים -- ולהעביר את החומרים לתוך שורשי העצים. באופן כללי, חומרים זורמים מהיכן שהם יותר נפוצים למקום בו הם פחות נפוצים, או מהמקור למחסור. זה אומר שהסוכרים זורמים משורשי העצים לתוך התפטיר הפטרייתי. ברגע שהסוכרים נכנסים לפטריות, הם נעים לאורך התפטיר דרך נקבוביות בין התאים או דרך תפטירים חלולים מיוחדים. הפטריות סופגות חלק מהסוכרים, אבל חלק נע הלאה ונכנס לשורשים של עצים סמוכים, שתילים שגדלים בצל ויש להם פחות הזדמנויות לייצר סוכרים בפוטוסינטזה.
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.
אבל למה הפטריות מעבירות משאבים מעץ לעץ? זו אחת התעלומות של הרשתות המיקוריזליות. זה הגיוני לפטריות להחליף חומרים מזינים מהאדמה עבור סוכרים מהעצים -- שני הצדדים נהנים. הפטריות כנראה מקבלות תועלת בדרכים פחות ברורות מלהיות חלק מרשת בין עצים, אבל הדרך המדוייקת לא בדיוק ברורה. אולי התועלת של הפטריות היא להיות מחוברות עם הכי הרבה עצים שניתן, ולהגדיל את החיבורים על ידי העברת מולקולות בין עצים. או אולי צמחים מפחיתים את התרומה שלהם לפטריות אם הפטריות לא מאפשרות חילופים בין עצים.
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.
מה שלא יהיו הסיבות, הפטריות מעבירות כמויות עצומות של מידע בין העצים. דרך המיקוריזה, עצים יכולים לדעת כשחומרים מזינים או מולקולות מאותתות מגיעים מחברים מאותו מין או לא. הם יכולים לדעת כשמידע מגיע מקרובי משפחה כמו אחים או הורים. עצים יכולים לחלוק מידע בנוגע לארועים כמו בצורת או התקפות חרקים דרך רשתות הפטריות שלהם, מה שגורם לשכנים שלהם להגביר יצור של אנזימים מגינים בצפיה לאיום.
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.
בריאות היער מסתמכת על תקשורת מורכבת וחילופי מידע. כשהכל כל כך מחובר, מה שמשפיע על מין אחד ישפיע בוודאות על אחרים.