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.
Az erdő nagy része azon óriások árnyékában él, melyek a lombkorona legfelső részét alkotják. Ezek a legöregebb fák, több száz gyermekkel és több ezer unokával. Ellenőrzik szomszédaikat, az élelmet, a készleteket, és hosszú életük során szerzett bölcsességeket osztanak meg velük.
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.
Mindezt legyökerezve teszik, a beszéd, érintés vagy mozgás képessége nélkül. Sikerük titka az erdő talaja alatt rejlik, ahol szerteágazó gyökérrendszer támogatja a felettük tornyosuló fatörzseket. E gyökerek szimbiotikus gombákkal való társulását mikorrhizának hívják.
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.
Ezeknek a gombáknak számtalan elágazó, fonalszerű hifájuk van, melyek együttese alkotja a micéliumot. A micélium a fa gyökérrendszerénél sokkal nagyobb területen terjed el, és ezért képes összekötni a különböző fák gyökérzetét. Ezek a kapcsolatok alkotják a mikorrhiza hálózatokat. A mikorrhiza hálózatokon keresztül a gombák képesek erőforrásokat és jelző molekulákat szállítani a fák között.
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.
Tudjuk, hogy a legöregebb fáknak van a legnagyobb mikorrhiza hálózata a legtöbb kapcsolattal a többi fához, de ezeket a kapcsolatokat hihetetlenül bonyolult nyomon követni. Ez azért van, mert nagyjából száz mikorrhiza-gombafaj létezik – és az egyes fákat akár több tucatnyi különböző gomba hódíthatja meg, amelyek mindegyike különböző fák egyedi sorához kapcsolódhat, amelyeknek viszont megvan a saját egyedi gombatársulásuk. Hogy megértsük, hogyan áramlanak át az anyagok ezen a hálózaton, nézzük meg közelebbről a cukrokat, ahogy egy kifejlett fától egy szomszédos csemete felé haladnak.
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.
A cukor útja magasan a föld fölött kezdődik, a legmagasabb fák leveleiben a lombkorona fölött. A levelek a bőséges napfényt használják, hogy fotoszintézissel cukrot készítsenek. Ez az alapvető üzemanyag keresztülutazik a fán a fanedv segítségével a törzs aljába.
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.
Onnan a cukor lefolyik a gyökerekig. A mikorrhizagombák összeakadnak a gyökerek hegyével, és vagy körülveszik, vagy áthatolnak a külső gyökérsejteken, a gomba típusától függően. A gombák nem termelnek cukrot, habár szükségük van rá ugyanúgy, mint a fáknak. Viszont képesek a fagyökereknél hatékonyabban felvenni a tápanyagokat a talajból – és átadni ezeket a tápanyagokat a fák gyökereinek. Általában az anyagok abba az irányba áramlanak, ahol kisebb sűrűségben találhatóak meg, vagy a forrásuktól haladnak lefelé. Ez azt jelenti, hogy a cukrok a fagyökerekből a gombák hifájába folynak. Miután a cukrok bekerülnek a gombába, a hifa sejtjei közötti pórusokon vagy egy speciális, üreges szállító hifán keresztül haladnak. A gomba a cukrok egy részét elnyeli, de a többi továbbhalad, és bejut a szomszédos fa gyökerébe, egy csemetéhez, ami az árnyékban nő, ezért kevesebb lehetősége van cukrok fotoszintetizálására.
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.
De miért szállítja a gomba a készleteket fáról fára? Ez a mikorrhiza kapcsolatok egyik rejtélye. A gomba érdekében áll, hogy elcserélje a talaj tápanyagait egy fával cukorra – mindkét fél jól jár. A gomba valószínűleg kevésbé nyilvánvaló előnyöket is szerez egy, a fák közötti hálózat részeként, de a pontos módok nem teljesen ismertek. Talán a gomba előnyökhöz jut a kapcsolatokból, amit annyi eltérő fával létesít, ahánnyal csak tud, és maximalizálja kapcsolatait a fák közötti molekulacserével. Vagy talán a növények csökkentik adományaikat a gombák felé, ha a gombák nem segítik elő a cserét a fák között.
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.
Bármi is legyen az ok, ezek a gombák hihetetlen mennyiségben adnak át információt a fák között. A mikorrhizákon keresztül a fák tudják, vajon a tápanyagok vagy a jelző molekulák egy fajtársuktól jönnek-e. Még azt is meg tudják mondani, mikor információ egy közeli rokontól, egy testvértől, esetleg szülőtől jön. A fák megoszthatnak információkat a gombahálózatokon keresztül olyan eseményekről, mint aszály vagy rovartámadások, növelve a szomszédaik védőenzim-gyártását, hogy felkészüljenek ezekre a veszélyekre.
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.
Az erdő egészsége múlik ezeken a bonyolult kommunikációkon és cseréken. Mivel minden olyan szoros kölcsönhatásban van, ami hatást gyakorol egy fajra, az befolyásolja a többit is.