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.
Переважна частина лісу живе в тіні дерев-гігантів, що мають найбільший листяний покрив. Це — найстарші дерева, у них сотні дітей та тисячі онуків. Вони товаришують з деревами-сусідами ділячись їжею, ресурсами та досвідом, накопиченим протягом їх до́вгого життя.
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.
Все це вони роблять на одному місці, нездатні говорити, комунікувати, пересуватись. Таємниця їх взаємодії захована глибоко під землею, де величезні кореневі системи підтримують масивні стовбури. З цими коренями взаємодіє симбіотичний гриб — мікориза.
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.
Ці гриби мають безліч розгалужень, ниткоподібних гіфів, все це разом складає міцелій. Міцелій поширюється на набагато більші відстані, ніж коренева система дерева та поєднує кореневі системи різних дерев. Ці з'єднання утворюють мікоризні мережі. Через мікоризні мережі гриби поширюють ресурси і сигнальні молекули між деревами.
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.
Ми знаємо, що найстарші дерева мають найбільші мікоризні мережі з найбільшою кількістю з'єднань з іншими деревами. але ці з'єднання неймовірно важко віднайти. Через те, що існує більш, ніж сотня видів мікоризного грибка - та кожне дерево може бути колонізоване десятками різних грибкових організмів, кожен з яких з'єднується з унікальним набором грибків інших дерев, які, у свою чергу, мають власні унікальні набори мікоризних зв'язків. Щоб зрозуміти те, як речовини рухаються цією мережею, зосередьмося на цукрах, а саме на тому, як вони переміщуються від зрілого дерева до сусіднього молодняка.
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.
Подорож цукрів розпочинається над землею, в листі найвищих дерев. Листки використовують сонячне світло, щоб створити цукри через фотосинтез. Цей важливий ресурс продовжує свій шлях далі по дереву до основи стовбура.
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.
Звідти цукор рухається вниз до коріння. Мікоризні гриби поглинають цукри в кінці коренів, де вони оточують зовнішні клітини кореня або проникають у них, залежно від типу грибка. Гриби не можуть виробляти цукри, хоча вони також використовують їх для живлення. Однак, вони можуть збирати поживні речовини з ґрунту набагато ефективніше за коріння дерев— та передавати ці речовини в коріння дерев. Загалом, речовини переміщуються з того місця, де їх більше, до того місця, де їх менше, або з джерела до місця поглинання. Це означає, що цукри переміщуються від коренів дерева до грибних гіфів. Щойно цукри потрапляють у грибок, вони починають подорож по гіфах крізь пори між клітинами або через спеціальну порожнину транспортерної гіфи. Гриб поглинає деякі з цукрів, а решта переміщується далі, до коренів сусіднього дерева, що росте в тіні та має менше можливостей фотосентизувати цукри.
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.
Але чому грибок транспортує ресурси від дерева до дерева? Це — одна з таємниць мікоризних мереж. Для гриба корисно обмінюватися поживними речовинами з деревом - обидві сторони виграють. Схоже, що грибок виграє в менш очевидний спосіб, будучи частиною мережі між деревами, але точні способи не зовсім відомі. Можливо, гриб отримує вигоду завдяки зв'язкам з якомога більшою кількістю дерев, та поширює свої зв'язки, транспортуючи молекули між деревами. А може, рослини зменшують внески поживних речовин грибам, якщо вони не сприяють обміну між деревами.
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.
Якими б не були причини, ці грибки передають неймовірний обсяг інформації між деревами. Через мікоризу дерева можуть визначити, коли речовини або сигнальні молекули походять від особи їхнього виду, а коли ні. Вони можуть визначити, коли дані надходять від близького родича, наприклад, брата чи батьків. Дерева також можуть ділитися інформацією про події, як-от посуху, або напади комах, і все це — через їх грибкові мережі, викликаючи зростання виробництва захисних ферментів у своїх сусідів, що перебувають в очікуванні загроз.
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.
Здоров'я лісу залежить від цих складних комунікацій та обмінів. Коли все глибоко взаємопов'язане, те, що впливає на один вид, впливає й на інші.