Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее

В исследовании, опубликованном в 2019 году учеными из «Агроскопа» (Agroscope) в Цюрихе, измерили масштаб урона и сравнили воздействие на грибные сообщества в корнях сельскохозяйственных культур органического (экстенсивного) и традиционного (интенсивного) земледелия. Секвенируя ДНК грибов, авторы смогли обозначить границы систем, в рамках которых взаимодествовали разные виды грибовы. Они обнаружили «заметные различия» между полями органических сельских угодий и традиционных. Там, где использовали принципы органического земледелия, микоризных сообществ не только было намного больше, но и сами грибные связи и сообщества были намного сложнее: исследователям удалось идентифицировать 27 тесно переплетенных и взаимосвязанных видов грибов, или «ключевых видов». В почве полей, где земледелие велось традиционным, интенсивным образом, не было обнаружено ни одного грибного сообщества. Во многих работах приводятся аналогичные результаты. Интенсивное земледелие, подразумевающее вспахивание и применение химических удобрений или фунгицидов, сильно сокращает количество микоризных грибов и изменяет структуру их сообществ. Земледелие более бережное – органическое или какое-либо другое – повышает разнообразие микоризных сообществ и объем грибного мицелия в почве.

Важно ли это? Большая часть истории сельского хозяйства – это история экологических жертв во имя урожая. Леса вырубаются, чтобы освободить место под пашни. Живые изгороди уничтожаются, чтобы поля становились больше. И то же самое происходит с сообществами микроорганизмов в почве. Если люди удобряют посевы при помощи химикатов, не отнимаем ли мы работу у микоризных грибов? Зачем беспокоиться о грибах, если мы «уволили» их, отказались от их обязанностей?

Микоризные грибы не только кормят растения. Ученые в «Агроскопе» описывают их как «ключевые организмы», но многие предпочитают термин «инженеры экосистем». Микоризный мицелий – это живой липкий шов, соединяющий почву воедино; уберите грибы, и землю начнет вымывать. Микоризные грибы увеличивают объем воды, который может впитать почва, сокращая на целых 50 % количество вымываемых дождями питательных веществ. Из всего углерода в почве – а его там в два раза больше, чем в растениях и в атмосфере, вместе взятых, – существенная часть заключена в твердых органических соединениях, производимых микоризными грибами. Поток углерода, попадающий в почву по микоризным каналам, поддерживает сложные пищевые сети. Помимо сотен или тысяч метров мицелия в чайной ложке здоровой почвы, там находится больше бактерий, простейших, насекомых и членистоногих, чем всех людей, когда-либо живших на планете Земля.

Микоризные грибы могут улучшить качество урожая, как демонстрировали эксперименты с базиликом, клубникой, помидорами и пшеницей. Они также могут усилить способность посевов соперничать с сорняками и увеличить их сопротивляемость болезням, подготавливая и укрепляя иммунную систему растений. Они могут сделать посевы менее уязвимыми перед засухой и жарой и более устойчивыми к засоленности почвы и тяжелым металлам. Они даже усиливают способность растений отбивать нападения насекомых-паразитов, стимулируя выработку защитных химических веществ. Список можно продолжать и дальше: в литературе полным-полно примеров тех преимуществ, которыми микоризные отношения обеспечивают растения. Однако применять эти знания на практике не всегда просто. Во-первых, микоризные связи не всегда увеличивают урожайность посевов. В некоторых случаях они могут даже ухудшить ее.

Кейти Филд одна из многих исследователей, работа которой финасируется ради микоризных решений сельскохозяйственных проблем. «Эти взаимоотношения куда более пластичны и ориентированы на среду, чем мы предполагали, – сказала она мне. – Очень часто грибы не помогают растениям поглощать питательные вещества. Результаты в высшей степени непостоянны. Все зависит от типа гриба, типа растения и среды, в которой оно растет». Ряд исследователей сообщают о таких же непредсказуемых результатах. Большинство разновидностей современных культурных растений выведены без оглядки на их способность образовывать продуктивные микоризные связи. Мы вывели сорта пшеницы, растущие быстро, когда их подкармливают большим количеством удобрений, и в результате получили «избалованные» растения, почти утратившие способность сотрудничать с грибами. «То, что грибы вообще устраивают свои колонии в корнях таких злаков, – это маленькое чудо», – заметила Филд.