Микоризные грибы образуют симбиотические связи более чем с 80% видов растений, создавая обширные подземные сети, транспортирующие питательные вещества и воду. Эти грибные сети могут составлять до трети живой массы почвы, образуя уникальную «паутину», позволяющую растениям обмениваться ресурсами и сообщать об экологических угрозах целым экосистемам. По оценкам, растения ежегодно передают этим подземным грибам около 13 миллиардов тонн углекислого газа, что примерно эквивалентно трети мировых выбросов ископаемого топлива. Значительная часть этого углерода задерживается в почве, что делает грибные сети критически важными для стабильности климата.
В новом исследовании в журнале Nature были опубликованы карты, которые отражают четырехлетнюю работу Общества по защите подземных сетей (SPUN) по выявлению мест на планете, где микоризные грибы наиболее разнообразны.
Результаты показывают, менее 10% очагов биоразнообразия микоризных грибов попадают в пределы существующих охраняемых территорий, что оставляет обширные подземные экосистемы уязвимыми к разрушению в результате интенсивного сельского хозяйства.
«Раньше мы картографировали горы, леса и океаны. Но эти грибы оставались в неведении, несмотря на их удивительные способности поддерживать жизнь на суше. Они обеспечивают круговорот питательных веществ, накапливают углерод, поддерживают здоровье растений и формируют почву. Когда мы нарушаем работу этих важнейших экосистемных инженеров, восстановление лесов замедляется, урожай гибнет, а биоразнообразие на поверхности начинает разрушаться», - говорит Тоби Кирс, исполнительный директор SPUN и соавтор статьи.
Новый инструмент Underground Atlas от SPUN позволяет пользователям исследовать закономерности разнообразия грибов в любой точке Земли с разрешением 1 километр, выявляя очаги биоразнообразия, которые упускаются из виду традиционными подходами к охране природы.
Для создания новых карт биоразнообразия исследователи использовали алгоритмы машинного обучения, обученные на более чем 2,8 миллиардах последовательностей ДНК грибов из почти 25 000 образцов почвы в 130 странах.
Основные места процветания микоризы – предгорья гор Симиен в Эфиопии и саванна Серрадо в Бразилии, где, по оценкам учёных, на 100 квадратных метров приходится более 45 видов арбускулярной микоризы. Самые редкие на планете виды микоризы сосредоточены в тропических лесах Западной Африки и умеренных лесах Тасмании.
«Эти карты — больше, чем просто научные инструменты. Они могут помочь определить будущее охраны природы. Продовольственная безопасность, круговорот воды в природе и устойчивость к изменению климата зависят от сохранения этих подземных экосистем», — заявил Майкл Ван Нуланд, ведущий автор исследования и ведущий специалист по анализу данных SPUN.
Исследование выявило два основных типа микоризных грибов с различными глобальными особенностями. Арбускулярные микоризные грибы показали наибольшее разнообразие вблизи экватора, следуя градиентам биоразнообразия, наблюдаемым у растений и животных. Эктомикоризные грибы продемонстрировали противоположную картину, с наибольшим разнообразием в северных широтах и южных регионах Южной Америки и Австралии.
Большинство охраняемых территорий фокусируются на надземном биоразнообразии, игнорируя подземные сети, поддерживающие экосистемы.
«Практики восстановления оказались опасно неполными, поскольку исторически основное внимание уделялось жизни на поверхности. Эти карты высокого разрешения предоставляют руководителям реставрационных работ количественные ориентиры для определения того, как могут и должны выглядеть разнообразные микоризные сообщества», — сказал Алекс Вегманн, ведущий научный сотрудник организации The Nature Conservancy и член Консорциума по картографии SPUN, который указан в качестве соавтора исследования.
Исследование выявило региональные различия в уровнях защиты. Защищённые очаги микоризы в Азии имеют самый низкий уровень защиты в мире: в настоящее время защищены лишь 2,2% очагов арбускулярной микоризы и 11,3% очагов эктомикоризы. В Европе зафиксирован самый высокий уровень защиты очагов арбускулярной микоризы – 19,6%.
Изменение климата также угрожает очагам биоразнообразия грибов. Например, побережье Ганы отличается исключительным разнообразием грибов, но прибрежная эрозия со скоростью около 2 м в год грозит уничтожить эти сообщества в течение десятилетий. Аналогичные угрозы угрожают очагам биоразнообразия грибов по всему миру в связи в основном с активизацией деятельности человека.
«Микоризные грибы должны быть признаны приоритетом в «библиотеке решений» для решения некоторых из самых серьёзных мировых проблем — сокращения биоразнообразия, изменения климата и снижения продуктивности продовольствия. Они оказывают мощные экосистемные услуги, выгоды от которых напрямую идут людям», — прокомментировала Ребекка Шоу, главный научный сотрудник WWF, не принимавшая участия в исследовании.
SPUN заявляет о расширении своей глобальной сети сбора данных и разработке инструментов для политиков и землеустроителей. «Подземный атлас» знаменует собой начало усилий по представлению скрытого разнообразия грибов Земли лицам, принимающим решения.
«Мы слишком долго игнорировали микоризные грибы. Эти карты помогают нам преодолеть нашу грибную слепоту и могут помочь нам справиться с неотложными вызовами нашего времени», — заключил Мерлин Шелдрейк, соавтор исследования и руководитель программы воздействия в SPUN.
Источник: Mongabay. Автор: Лиз Кимброу, старший штатный автор Mongabay, доктор философии по экологии и эволюционной биологии.
На фото - карта из «Подземного атласа» SPUN, показывающая прогнозируемые закономерности биоразнообразия арбускулярной микоризы в подземных экосистемах. Яркие цвета указывают на более высокое богатство и эндемизм. Изображение предоставлено SPUN.