Stromy nejsou ostrovy – nemohou fungovat izolovaně, jsou závislé na síti hub, které kolem kořenů tkají složité sítě, jež jim pomáhají přežívat. Umí pro ně zprostředkovat vodu a živiny z půdy, jsou mezičlánkem, bez něhož se stromy jen těžko obejdou. Toto partnerství je staré miliony let – a podle nové studie je ohrožené změnou klimatu.
Nový výzkum biologů ze Stanfordovy univerzity naznačuje, že změna klimatu naruší rovnováhu mezi užitečnými a škodlivými houbami u topolů. Rychle rostoucí teploty a měnící se srážkové poměry povedou k tomu, že v sušších oblastech ubude druhů prospěšných půdních a kořenových hub, a ve vlhčích oblastech se naopak povede lépe druhům, které škodí topolovým listům.
„Pokud chceme pochopit, jak tato mikrobiální společenstva ovlivní budoucnost skutečně důležitých ekosystémů, musíme získat odpovědi na spoustu otázek,“ řekl hlavní autor studie Kabir Peay.
Podíval se proto na houby spojené s pěti druhy topolů v 94 lesích ve 21 státech USA. Vycházel z více než desetiletého výzkumu, který na Stanfordu na toto téma probíhal. Aby vědci získali široký vzorek houbových společenstev, která koexistují s topoly, shromáždili listy, kořeny a půdu z hájů v oblastech od pouští Arizony a vlhkých lesů Louisiany až po kanadské hranice. V každém vzorku zjišťovali, které houby se v něm vyskytují a jak jsou časté, přičemž celkem nalezli více než devět a půl tisíce druhů hub.
Studie, která vyšla v odborném časopisu Nature Microbiology, díky této analýze předpovídá, jak budou různé skupiny hub spojených s topoly reagovat na klimatické změny, a rozšiřuje tak dřívější výzkum, jenž byl zaměřený na symbiotické systémy v borových lesích.
Autoři zjistili, že na extrémně suchých místech, jako jsou pouště na jihozápadě USA, mívají stromy většinou jen jeden druh mykorhizní houby, která se napojuje na kořeny rostliny a pomáhá jí získávat vodu a živiny.
Když simulovali extrémnější teploty a sucha, které se v těchto oblastech předpokládají v souvislosti se změnou klimatu, ukázalo se, že v těchto scénářích se množství mykorhizních hub zvýšilo. To naznačuje, že stromy mohou získat další pomoc od hub, aby uhasily svou žízeň, když je vody málo. Škála druhů mykorhizních hub v těchto vyprahlých prostředích však byla mnohem méně rozmanitá než v mírnějších klimatických podmínkách a předpokládá se, že v případě zvýšení teplot se ještě sníží.
Mykorhiza je vzájemné soužití rostlin a symbiotických půdních hub, které je přirozenou součástí přírodních ekosystémů. Vytváří rozsáhlý systém, v němž se stromy propojují s myceliem (podhoubím) kloboukatých hub, jako jsou kozáky, křemenáče nebo hřiby. Symbiotické mykorhizní houby jsou starobylou skupinou známou už z období před více než 400 miliony lety – právě tato spolupráce pomohla rostlinám kolonizovat souš.
Strážci lesa v ohrožení
Výsledky naznačují, že s tím, jak globální oteplování přináší na jihozápad stále teplejší a suché počasí, mohou mít zranitelné druhy topolů výběr méně houbových symbiontů. Houby totiž mají obecně raději vlhčí prostředí, takže je pravděpodobné, že mnoho druhů budoucí předpokládaný nedostatek vody nezvládne.
„Rozmanitost je velmi důležitá pro stabilitu a celkovou produktivitu těchto systémů, takže je dost znepokojující, že v budoucnosti bude rozmanitost klesat,“ uvedl spoluautor studie Michael Van Nuland.
Mykorhizní houby fungují jako strážci lesů. Jejich sítě se vinou na obrovské rozloze pod povrchem, umí se po požárech rychle regenerovat a podporují velké množství stromů a keřů. Navíc zachycují značné množství uhlíku v půdě, takže snižují dopady klimatických změn. Autoři výzkumu věří, že pochopení toho, jak topoly interagují s houbovými společenstvy a jak se tyto vztahy v budoucnu pravděpodobně změní, by mohlo být podkladem pro ochranu a obnovu lesů v celé Severní Americe.
Pokud se vědcům podaří určit, které houby jsou nejlépe přizpůsobeny k tomu, aby pomáhaly stromům přežít při vyšších teplotách, mohly by se například přidávat do půdy nebo listů a pomoci tak stromům vyrovnat se s novými klimatickými podmínkami. Mohlo by to ale také pomoci v lesnickém průmyslu; topoly se totiž díky svému velmi rychlému růstu považují za potenciální biopaliva budoucnosti.
Světový problém
Změny v houbových společenstvech způsobené klimatem by mohly ovlivnit zdraví lesních ekosystémů po celém světě, protože na spolupráci s houbami je závislá většina druhů stromů. Mykorhizní houby v kořenech a okolní půdě nejen pomáhají stromům vyrovnat se se suchem, ale často také fungují jako obchodní partneři, kteří přijímají uhlík výměnou za živiny, které stromy potřebují, jako je fosfor a dusík. Spousta dalších hub pravděpodobně funguje způsobem, který vědci zatím neidentifikovali.
„Některé z těchto druhů topolů mají obrovský geografický rozsah,“ doplňuje spoluautorka studie Caroline Dawsová ze Stanfordu, která prováděla svůj doktorandský výzkum v Peayově laboratoři. „Sledování stejných druhů v mnoha různých podmínkách prostředí – různých typech půdy, teplotách, sezónních srážkách – nám poskytlo představu o plné rozmanitosti hub, které se mohou s těmito stromy spojovat, a o tom, jak mohou jednotlivé populace stromů přežívat ve skutečně odlišných prostředích.“
„Doufáme, že tato práce pomůže objasnit obrovskou rozmanitost houbového života v našich půdách a rostlinných společenstvech,“ dodává Peay. „Nemůžeme je snadno vidět očima, ale mají velký vliv na svět kolem nás.“
