iPon Cikkek

Gombanet − világháló növényeknek

Dátum | 2015. 03. 27.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A következőkben egy információs szupersztrádáról lesz szó, amely egy nagy és sokszínű populáció tagjai közt teremt gyors kapcsolatokat. Segítségével a távol tartózkodó egyedek is képesek egymással kommunikálni, segíteni tudják a másikat, de akár vissza is élhetnek a hálózat adta lehetőségekkel, megkárosítva ellenfeleiket. A cím elolvasása után talán nem lesz meglepő, hogy nem a számítógépes világhálóról van szó, hanem a talajt behálózó gombákról. A gombák teste és gyökérzete sejtfonalak szövedékéből épül fel. Az utóbbi évek kutatásai fényt derítettek rá, hogy ezek az úgynevezett micéliumok a legkülönbözőbb növények gyökereit kapcsolják össze, egyfajta földalatti információs hálózatot hozva létre, vagyis a kertünk sarkában található diófa valószínűleg összeköttetésben áll tőle a több méterre álló tujával. Ahogy egyre többet tudunk meg ezekről a hálózatokról, egyre inkább megváltozik a növényekkel kapcsolatos hagyományos képünk is. Az utóbbi évtizedek kutatásai világossá teszik, hogy a növények egyáltalán nem olyan passzívak, mint amilyennek sokáig hittük őket. A „gombanet”-en keresztül tápanyagokat és információkat osztanak meg szomszédaikkal, de akár a kevéssé szívesen látott betolakodók szabotálására is képesek, célzott támadásokkal igyekezve kitúrni azokat környezetükből. A szárazföldi növények nagyjából 90 százaléka kölcsönösen előnyös kapcsolatot ápol a gombákkal. Albert Bernard Frank 19. századi német biológus mikorrhizának, vagyis gyökérkapcsoltságnak nevezte azt a szimbiotikus kapcsolatot, amelynek során a gombafonalak behálózzák a gazdanövény gyökereit, és a két szervezet kölcsönösen segíti egymást a tápanyagok minél hatékonyabb kiaknázásban. Az ilyen együttélések előnye, hogy a növények szénhidrátok formájában könnyen feldolgozható tápanyagokkal látják el a gombákat, a gombák pedig cserébe segítenek a víz felszívásában, és foszforral, illetve nitrogénnel látják el a növényt. Azt az 1960-as évek óta tudják a kutatók, hogy a mikorrhiza segíti az egyes növények növekedését, később pedig az is kiderült, hogy a gazdanövény immunrendszerét is felturbózzák a gombák. Ennek oka, hogy a gyökereket kolonizáló gombák hatására ellenanyagokat kezd termelni a növényi szervezet, így a tényleges veszélyek már felkészülten érik, vagyis az immunválasz gyorsabb és hatásosabb lesz. Ez azonban nem minden. Paul Stamets gombakutató 2008-as TED-előadásában a gombákat a Föld természetes internetének nevezte. A szakértő először az 1970-es években vette észre, hogy ha elektronmikroszkóppal vizsgálja a micéliumokat, azok sok szempontból hasonlítanak az ARPANET hálózatára, vagyis az internet amerikai védelmi minisztérium által fejlesztett elődjére. Az elgondolás kapcsán ugyanakkor eszünkbe juthat James Cameron 2009-es filmje, az Avatár is, amely egy olyan világot ábrázol, ahol az ökoszisztéma minden tagja összekapcsolódik és kommunikál egymással valamiféle elektrokémiai kapcsolatnak köszönhetően. A jelek szerint ez az elképzelés a való életben sem áll túlságosan távol az igazságtól, még ha nem is olyan látványosan valósul meg, mint a vásznon. Évtizedek kutatásába került annak felderítése, hogy a gombanet mire képes. Az egyik első kézzel fogható bizonyítékot Suzanne Simard, a British Columbiai Egyetem kutatója szolgáltatta 1997-ben. A szakértő igazolta, hogy az amerikai duglászfenyők és a papírnyírfák képesek egymás közt szenet cserélni a gyökerüket összekötő gombafonalak révén. Más kutatók azóta megmutatták, hogy ez igaz a nitrogénre és foszforra is.
Simard ma már úgy véli, hogy az idősebb fák rendszeresen kisegítik fiatalabb társaikat a gombaneten keresztül. Ennek hiányában erősen kétséges, hogy a csemeték valaha is képesek lennének felnőni. Ezek a növények nem tekinthetők a darwini definíció szerinti egyedeknek, hiszen nem versengenek az erőforrásokért, mondja Simard. Ehelyett kommunikálnak egymással, és segítik a másikat a túlélésben. Arról ugyanakkor egyelőre kevés információ áll a rendelkezésre, hogy ezek a tápanyag-átadások mennyire hasznosak. Annyi bizonyos, hogy megtörténnek, az azonban nem világos, hogy ezt követően mit történik a gombafonalakon keresztül érkező molekulákkal, magyarázza Lynne Boddy, a Cardiffi Egyetem kutatója. A gombanet, mint már említettük, kommunikációs hálózatként is funkcionálhat. 2010-ben Zsen Szen Ceng, a Dél-kínai Mezőgazdasági Egyetem kutatója felfedezte, hogy ha egy növényt kártékony gombák támadnak meg, az kémiai jeleket bocsát a micéliumba, hogy figyelmeztesse szomszédait. Ceng és kollégái párosával paradicsom palántákat telepítettek össze egy-egy cserébe, és egyes egyedek esetében engedték, másutt gátolták a gombák gyökereken való megtelepedését. Amikor a gombafonalak hálózata kiépült, a párosok egyik tagjának leveleit az Alternia solani nevű gombával fújták le, amely száraz foltok kialakulásához vezet a növényeken. A palántákat előzőleg nejlonzsákokkal tökéletesen elszeparálták egymástól, így a föld fölött biztosan nem tudtak üzenni társuknak. 65 óra elteltével Cen a párosok másik tagját is megkísérelte megfertőzni, és úgy találta, hogy ezek jóval kisebb eséllyel és alacsonyabb mértékben váltak szárazfoltossá, mint az elsőként lefújt növények, amennyiben a két palánta gyökereit gombahálózat kötötte össze. A szakértők szerint a növények a micéliumokon keresztül „meghallották”, hogy veszély fenyeget, és így fel tudtak készülni arra, ezért a kórokozó nem volt képes hatásos támadást indítani ellenük.
David Johnson, az Aberdeeni Egyetem kutatója kollégáival 2013-ban azt demonstrálta, hogy a lóbab szintén képes kommunikációra használni a gombanetet, és ezen keresztül figyelmeztetni társait a veszélyekre, például a levéltetvek megjelenésére. A kutatók észrevették, hogy azon fiatal növények, amelyek összeköttetésben álltak a tetvek által megtámadott társaikkal, még az előtt bevetették a tetűellenes intézkedéseket, hogy leveleiken megjelentek volna a kártevők. Azon egyedek viszont, amelyek nem voltak tagjai a gombahálózatnak, nem tudtak felkészülni a támadásra. Valamiféle kommunikáció zajlik el ezen növények között, és a jelek a gombafonalak szövedékén keresztül jutnak el egyik növénytől a másikig, mondja Johnson. A gombanetnek ugyanakkor az emberi internethez hasonlóan megvan a sötét oldala is. A folyamatos és átfogó kapcsolatnak árnyoldalai is akadnak, hiszen a rosszindulatú szomszédok képesek ezt kiaknázni. Egyes növények tápanyagokat lopnak társaiktól a hálózaton keresztül. A fantom orchidea (képünkön) például nem rendelkezik klorofillal, így nem képes fotoszintetizálni. Hogy ne haljon éhen, a környezetében található más növényektől szippantja el a szenet, mégpedig a gombafonalak segítségével. Más orchideafajok csak alkalmi jelleggel lopnak: maguk is fotoszintetizálnak, azonban időnként beszereznek némi szenet szomszédaiktól is. A növényi „kiberbűnözés” azonban nem merül ki a tolvajlásban. A növények gyakorta kénytelenek egymással versenyre kelni a környezeti erőforrásokért, például a vízért és a fényért. Az egymás elleni küzdelem során pedig igen piszkos trükköket is képesek bevetni, például olyan kémiai anyagokat engednek a talajba, amely gátolja a szomszédos növények növekedését. Ezt az allelopátiának nevezett taktikát folytatják az akáciák, a platánok és az eukaliptuszok is. A szakértők sokáig kétségesnek tartották a módszer hatékonyságát, felmerült ugyanis, hogy a talajba kerülő kémiai anyagokat még az előtt lebontják a mikrobák, hogy azok elérnék a szomszédos növényeket. Ha azonban az akció a gombaneten keresztül zajlik, jóval rövidebb idő alatt nagyobb távolságokba is képesek lehetnek elterjedni a káros vegyi anyagok. Ezt az elméletet igyekezett tesztelni Kathryn Morris 2011-ben. A kutató apró bársonyvirágokat növesztett cserepekben, és egyes növények esetében megakadályozta, hogy azok rácsatlakozzanak a gombafonalak hálózatára. A növényfaj arról nevezetes, hogy két anyagot bocsát a talajba, amelyek közül az egyik lassítja más fajok növekedését, a másik pedig elpusztítja a fonálférgeket. Azon bársonyvirágok esetében, amelyek a hálózat részeivé váltak, a két vegyület talajban mért szintje majdnem kétszer, illetve háromszor annyi volt, mint a magányos példányok körüli talajban megállapított szint. Ez azt sugallja, hogy a gombafonalak valóban részt vehetnek a kémiai anyagok szállításában. A csapat ezt követően fejes salátákat telepített a bársonyvirágok mellé. 25 nap elteltével a gombafonalas talajban növekedő saláták 40 százalékkal kisebb tömegűek voltak, mint a gombahálózattal nem rendelkező cserépben növekvő példányok. „Ezek a kísérletek igazolják, hogy a gombafonalak képesek olyan mennyiségben szállítani a molekulákat, amennyi már komolyan befolyásolhatja a növények növekedésének mértékét” − mondja Morris. A kísérletek kapcsán felmerült azonban az is, hogy nem biztos, hogy a természetben is ennyire hatékonyak tudnak lenni a hasonló vegyi támadások. Michaela Achatz, a Berlini Szabadegyetem kutatója ezért az allelopátia legtöbbet tanulmányozott alkalmazóját, a fekete diót kezdte vizsgálni. A fafaj számos más faj növekedését gátolja egy juglon nevű anyag termelése révén. Achatz és kollégái vadon élő diófák köré ástak be cserepes növényeket, és cserepek úgy lettek kialakítva, hogy egy részükön képes volt áthatolni a gombahálózat, a többin viszont nem. A gombanetbe „bekötött” paradicsompalánták termőföldje néhány héttel később négyszer annyi juglont tartalmazott, mint az izolált cserepekben növőké, és az előbbi növények átlagosan 36 százalékkal kisebbre nőttek, mint a hálózatból kihagyott társaik.
Egyes fajok a jelek szerint arra is képesek, hogy megváltoztassák a talaj gombaközösségének jellegét, feltehetően azért, mert így hatékonyabban tudják saját céljaikra használni a gombafonalak hálózatát. Rivális fajok esetében például az erősebb vegyi fegyverrel rendelkező növény számára az az előnyös, ha olyan gombákból áll a hálózat, amelyhez mindkét faj tagjai képesek kapcsolódni, hiszen így könnyebb célba juttatni a méreganyagokat. Az állatok szintén képesek lehetnek a gombanet adta lehetőségek kiaknázására. Egyes növények olyan anyagokat termelnek, amelyekkel magukhoz édesgetik a számukra hasznos baktériumokat és gombákat, ezen kémiai jeleket azonban egyes rovarok és férgek is észlelhetik. Morris 2012-ben vetette fel azt az elképzelést, miszerint a gombanet révén egészen messzire eljuthat az ízletes gyökerek híre az állatok közt is, bár ez a fajta „reklám” nem feltétlenül szolgálja a növények érdekeit. A teóriát egyelőre senki sem tesztelte, de kétségkívül érdekes lehetőségeket vet fel. Az utóbbi évek kutatási eredményeit látva egyre többen emlegetik összefoglalóan „wood wide web” néven azt komplex kommunikációs szolgáltatási rendszert, amelyet a gombafonalak biztosítanak a növények és más élőlények számára. „Ezek a hálózatok sokkal gyorsabbá és hatékonyabbá teszik a növények közti kommunikációt” – mondja Morris. „Általában nem foglalkozunk velük, mivel csak azt nézzük, ami a föld fölött van. A legtöbb növény azonban szerteágazó felszín alatti kapcsolatrendszerrel rendelkezik, és ezt nem saját gyökerei, hanem a gombafonalak révén tartja fenn.”
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

8. tomchee
2015.03.27. 06:20
just a'some
Jó cikk volt köszönjük.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Yoshileon
2015.03.27. 08:26
Ez a legérdekesebb dolog, amit az elmúlt sok sok évben olvastam.
Elképesztő, hogy mennyi minden van a szemünk előtt, amiről nem tudunk semmit, szinte vakon szaladgálunk kis bolygónk felszínén.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. virom
2015.03.30. 22:06
Sok ilyen cikket kívánok mindenkinek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. ZG
2015.04.02. 09:39
Zseniális cikk!! Köszönjük!

Lenyűgöző a természet!
Nagyon egyetértek Yoshileon. És nem csak az hogy nem tudunk róla semmit, de nagyon pusztítjuk.. szörnyű
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. enisherpa
2015.04.02. 18:08
Köszi.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. ny
2015.04.18. 19:10
"A szakértő először az 1970-es években vette észre, hogy ha elektronmikroszkóppal vizsgálja a micéliumokat, azok sok szempontból hasonlítanak az ARPANET hálózatára, vagyis az internet amerikai védelmi minisztérium által fejlesztett elődjére."

Ez mégis mi a baszás akar itt lenni?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. ny
2015.04.18. 19:16
Amúgy szeretem Jools cikkeit, kicsit (eléggé) bánom, hogy az ipon-on nincs használható archívum.
(végtelen ideig való visszalépkedés, cikkek címkézése, ilyesmi. A vásárlás nem érdekel, de cikkek szempontjából ez nagyon jó hely)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. kiskoller ny
2015.04.18. 19:26
Nem értem, mi a baj ezzel a mondattal?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!