Невидимый союз, кормящий леса
Около 90% всех наземных растений живут в симбиозе с грибами — партнёрстве, называемом микоризой (от греч. mykes — гриб + rhiza — корень). Это одно из важнейших эволюционных взаимодействий, позволившее растениям выйти на сушу около 450 миллионов лет назад. В микоризе растение предоставляет грибу сахара (продукты фотосинтеза), а гриб расширяет поглощающую поверхность корней в сотни раз, доставляя воду и минеральные вещества — особенно фосфор и азот.
Типы микоризы
Эктомикориза — гифы гриба оплетают корень снаружи, не проникая в клетки. Характерна для деревьев умеренного климата (дуб, бук, ель, сосна, берёза) и их микоризных грибов (боровик, подосиновик, мухомор). Именно эктомикоризные грибы — источник большинства съедобных лесных грибов.
Арбускулярная микориза (АМ) — гифы проникают внутрь клеток корня, образуя «арбускулы» — зону интенсивного обмена питательными веществами. Характерна для большинства сельскохозяйственных культур (пшеница, кукуруза, томаты, соя). Грибы-партнёры — группа Glomeromycota.
Другие типы: орхидная микориза (орхидеи зависят от грибов для прорастания семян), эрикоидная (черника, вереск).
«Лесная сеть»: Wood Wide Web
Учёные обнаружили, что мицелиальные сети микоризных грибов соединяют корни разных деревьев в единую сеть. Через эту сеть возможна передача углеродов, питательных веществ и химических сигналов между деревьями. Эксперименты показали: взрослые деревья передают углерод молодым саженцам в затенённых условиях. Масштаб и значение этих взаимодействий ещё активно исследуются.
Значение для сельского хозяйства
Применение микоризных инокулянтов (внесение гриба при посеве) может снизить потребность в фосфорных удобрениях на 40–70%, улучшить засухоустойчивость, увеличить урожайность на 5–40% в бедных почвах. Ограничение: интенсивное применение фосфорных удобрений подавляет микоризный симбиоз — растение «не нуждается» в грибе при избытке фосфора.
Эволюционная история
Первые наземные растения (ордовик, 470 млн лет назад) появились задолго до развития сложных корневых систем. Ископаемые свидетельства показывают: уже первые наземные растения имели микоризоподобные структуры. Без гриба-партнёра, помогающего поглощать питательные вещества из примитивных почв, выход растений на сушу был бы значительно труднее или невозможен.
Биоразнообразие микоризных грибов
Описано более 10 000 видов эктомикоризных грибов. Арбускулярная микориза образуется лишь с представителями Glomeromycota — около 300 видов. Одно дерево может одновременно поддерживать микоризную связь с 30–50 видами грибов. Разнообразие микоризных грибов определяет «здоровье» лесных экосистем: подавление грибного биоразнообразия при применении фунгицидов снижает устойчивость леса к стрессам.