Марк Тьюрин – Мудрость леса: Чему нас учит взаимосвязь деревьев, грибов и животных (страница 7)

Что именно мы называем грибом

Гриб, который появляется на лесной тропе после дождя, — не весь организм, а его плодовое тело. Оно служит для образования и распространения спор. Сам гриб в большинстве случаев представлен мицелием — системой тонких нитей, называемых гифами. Мицелий может находиться в почве, подстилке, древесине, внутри корней или в других растительных тканях.

Плодовое тело заметно потому, что на короткое время выходит на поверхность. Мицелий обычно скрыт от глаз и способен существовать долго, постепенно разрастаясь и занимая разные слои субстрата. У одних видов основная масса находится в древесине, у других — в почве, у третьих — рядом с корнями или внутри растительных тканей.

Отсюда следуют две важные проверки реальности.

Если грибов не видно, это не означает, что в почве нет грибной жизни. Плодовые тела возникают только при определённом сочетании температуры, влажности, питания и других условий. Мицелий может активно работать без единого заметного гриба.

Если грибы появились, это тоже не означает, что лес находится в идеальном состоянии. Плодовые тела бывают у грибов, разлагающих древесину, у паразитов, у микоризных видов и у организмов, заселяющих уже ослабленные корни. Сам факт появления гриба сообщает о наличии определённого процесса, но не говорит, полезен ли этот процесс дереву и какова его роль.

Светлые нити в подстилке тоже нельзя автоматически объявлять микоризой. Это могут быть гифы сапротрофного гриба, разлагающего лист, древесную щепу или мёртвые корни. Перед нами может оказаться плотный мицелиальный шнур, фрагмент старого корня, корневой волосок или поверхностный налёт на органике. Для точного определения нужны микроскопическое исследование, анализ образца и сведения о видах растения и гриба.

В полевом описании полезно заменять уверенное, но неподтверждённое объяснение последовательностью наблюдений.

Наблюдение: в верхнем слое подстилки есть беловатые разветвлённые нити.

Вероятное объяснение: развивается мицелий, связанный с разложением органики или с корнями.

Альтернативы: нити могут принадлежать другому грибу, быть фрагментами корня или поверхностным налётом.

Следующая проверка: посмотреть, идут ли они к корням, проходят ли через листовой опад, образуют ли плотные шнуры, есть ли рядом плодовые тела или разлагающаяся древесина.

Такой способ описания не делает наблюдение менее интересным. Он лишь защищает от преждевременной красивой версии.

Микориза: обмен, а не подземная благотворительность

Микоризой называют взаимосвязь гриба с корнем растения. Гриб оплетает корень снаружи или проникает в его ткани, не разрушая их при обычном развитии. В результате возникает контактная зона, где растение и гриб могут обмениваться веществами.

Растение получает энергию от фотосинтеза и передаёт часть углеродных соединений грибу. Гриб, в свою очередь, расширяет зону поиска воды и минеральных элементов. Его гифы тоньше корней: они проникают в мелкие поры, обходят препятствия и осваивают участки почвы, недоступные крупным корням. Гриб способен участвовать в снабжении растения соединениями азота, фосфора и другими элементами, а также влиять на влажность корневой зоны и устойчивость растения к некоторым почвенным стрессам.

Но слово «обмен» не означает равенства и постоянной выгоды для обеих сторон. Растение оплачивает работу гриба углеродом. Если гриб не даёт заметного прироста в доступе к ресурсам, его присутствие может обходиться растению дорого. При избытке легко доступного фосфора или азота преимущество от микоризы способно уменьшаться. Ослабленное растение может хуже поддерживать гриб. Меняются условия — меняются и отношения.

В лесной почве одновременно существуют разные типы взаимодействий. Один гриб получает углерод от живого дерева и помогает ему добывать фосфор. Другой разлагает упавшую ветвь. Третий вызывает болезнь корней. Четвёртый использует мёртвую органику, но при удобном случае заселяет повреждённые ткани живого растения. Грибной мир не делится раз и навсегда на «полезный» и «вредный»: роль определяется видом, хозяином, субстратом, возрастом растения и условиями участка.

У одного дерева могут быть многочисленные грибные партнёры. Они не обязательно объединены в одну структуру, не обязательно одинаково выгодны и не обязательно конкурируют только с другими грибами. Гифы сталкиваются с корнями разных видов, бактериями, нематодами, хищниками и соседними мицелиями. В почве постоянно меняются температура, влажность и доступность пищи. Поэтому микориза — не договор с единой подземной организацией, а множество локальных взаимодействий.

Частая ошибка возникает из-за переноса человеческой логики на биологическую систему. Если гифа соединяет два корня, легко представить, будто между деревьями проложен канал помощи. Но физический контакт ещё не доказывает целенаправленную передачу ресурса. Чтобы говорить о переносе вещества, нужно установить источник, направление, количество и последствия для получателя. Если углерод обнаружен в соседнем растении, это ещё не отвечает на вопрос, был ли он передан через гриб, через корневой контакт, через разложение органики или каким-либо другим путём.

Исследования действительно показывают, что вещества между растениями и грибами могут перемещаться. Но направление и значение такого перемещения зависят от условий. Иногда обмен поддерживает растение. Иногда ресурс остаётся в грибной ткани. Иногда растения и грибы конкурируют за один и тот же элемент. Иногда связь существует, но её вклад в рост растения настолько мал, что не меняет общего состояния участка.

Фраза «деревья общаются через грибную сеть» может быть полезной метафорой, если она напоминает о связи корней, грибов и почвы. Она становится ошибочной, когда превращается в объяснение любого события. Увядание дерева нельзя автоматически считать следствием прекращения сообщений от соседей. Быстрый рост молодого растения нельзя без доказательств приписывать помощи старого дерева. Появление плодовых тел нельзя принимать за свидетельство единой сети.

Скрипт против мифа выглядит так.

Не «старое дерево кормит молодые деревья через сеть».

А «между корнями и грибами существуют потенциальные пути обмена; чтобы утверждать о передаче вещества и её пользе для молодых деревьев, нужны данные о направлении, количестве и результате».

Не «грибы объединяют лес в один организм».

А «в лесу существуют многочисленные грибные связи: одни соединяют корни, другие обслуживают разложение, третьи создают конкуренцию или вызывают болезни».

Не «под землёй все помогают друг другу».

А «под землёй одновременно идут обмен, потребление, конкуренция, паразитизм и разложение».

Такой язык кажется менее поэтичным, зато точнее показывает устройство леса.

Слой, где лес возвращает себе вещества

Опавший лист — не мусор, а временно связанный запас элементов. В нём есть углерод, азот, фосфор, кальций, магний и другие соединения. Пока лист лежит целым, его вещества недоступны большинству корней. Сначала меняется поверхность: лист намокает, заселяется микробами, из него частично вымываются растворимые соединения. Затем механическое дробление и работа ферментов открывают следующий этап.

Бактерии и грибы расщепляют сложные органические молекулы. Одни соединения разрушаются быстро, другие — например, части лигнина — требуют длительной работы специализированных грибов. Клещи, ногохвостки, личинки насекомых и другие мелкие животные надрезают, разрывают и перемещают частицы подстилки. Дождевые черви захватывают органику вместе с минеральной почвой, пропускают её через кишечник и оставляют копролиты — комочки переработанного материала.

После каждого этапа часть вещества становится доступнее, но не обязательно сразу растениям. Бактерии и грибы сами включают элементы в собственное тело. Это временное удержание называют иммобилизацией. Пока микробы растут, азот или фосфор может быть связан в их биомассе. Когда микробов съедают простейшие, нематоды или мелкие членистоногие, часть элементов снова переходит в растворимые формы.

Часть углерода возвращается в атмосферу при дыхании организмов. Часть остаётся в устойчивых органических соединениях почвы. Ещё часть переносится водой вниз или в соседние участки. Азот переходит между органическими и минеральными формами, вымывается, захватывается растениями или уходит в атмосферу. Фосфор часто удерживается минеральными частицами и становится доступным медленнее. Поэтому выражение «разложение возвращает всё растениям» слишком упрощает картину. Точнее сказать: разложение перестраивает вещества и открывает новые пути их движения.

Скорость процесса определяется не только количеством опавших листьев. Важны их химический состав, влажность, температура, доступ кислорода, размер частиц, кислотность и наличие организмов-разрушителей. Толстый слой листьев на рыхлой влажной почве может постепенно перерабатываться. Тот же слой на переувлажнённом бескислородном участке будет разлагаться иначе и медленнее. Сухая подстилка способна долго сохраняться даже при наличии грибных спор: вода ограничивает активность микробов.

Почвенный запах связан с химическими веществами, которые выделяют микроорганизмы и разлагающиеся остатки. Запах свежей лесной подстилки обычно указывает на активные процессы во влажном, хорошо аэрируемом слое, но не служит самостоятельным анализом. Резкий затхлый или сернистый запах может сопровождать недостаток кислорода. При этом болотная почва естественного происхождения не является «испорченной»: её режим формируется постоянным переувлажнением, а растения и организмы приспособлены к таким условиям. Нужно спрашивать не «хорошая ли это почва вообще», а «какие процессы здесь идут и для какого типа леса они подходят».