قارچ ها و کاشم و سلامت جنگل های آینده

دانشگاه استنفورد 21 دسامبر 2023
با ایستادن در بیشه‌های صخره‌ای، احاطه شده توسط تنه‌های باریک سفید و تاج‌پوشی از برگ‌هایی که با کوچک‌ترین نسیمی خش‌خش می‌کنند، به راحتی می‌توان فقط به درخت‌ها فکر کرد.

با این حال، شبکه‌های پیچیده‌ای از قارچ‌ها در ریشه‌ها، خاک و برگ‌های در حال بال زدن پنهان شده‌اند. برخی از قارچ‌ها در این شبکه‌ها می‌توانند به درختان صنوبر و درختان نزدیک به جنس Populus در جذب آب و مواد مغذی از خاک کمک کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است باعث بیماری در برگ‌های گیاهان شوند.

تحقیقات اخیر دانشگاه استنفورد نشان می‌دهد که تغییرات آب و هوایی تعادل بین قارچ‌های مفید و مضر را در نخلستان‌های Populus مختل می‌کند، زیرا افزایش دما و تغییر الگوی بارش منجر به کاهش انواع قارچ‌های مفید خاک و ریشه در مناطق خشک‌تر می‌شود و رشد قارچ‌های بالقوه بیماری‌زای برگ را در این مناطق مرطوب تر تشویق می‌کند.
کبیر پی، نویسنده ارشد این مطالعه، استادیار علوم سیستم زمین در دانشکده استنفورد دوئر، گفت: «اگر بخواهیم بفهمیم این جوامع میکروبی چگونه بر آینده اکوسیستم‌های واقعاً مهم تأثیر می‌گذارند، سؤالات زیادی وجود دارد که باید به آنها پاسخ دهیم.

این مطالعه جدید، تنوع قارچ‌های مرتبط با پنج گونه Populus را در 94 بیشه در 21 ایالت فهرست‌بندی می‌کند که بر اساس بیش از یک دهه کار آزمایشگاه پی در استنفورد برای نقشه‌برداری از تنوع قارچ‌ها و درک رابطه آن با آینده جنگل‌ها است. این مطالعه که در 16 نوامبر در Nature Microbiology منتشر شد، همچنین پیش‌بینی می‌کند که چگونه گروه‌های مختلف قارچ‌های مرتبط با درختان پوپولوس به تغییرات آب‌وهوایی واکنش نشان می‌دهند - با گسترش تحقیقات گذشته گروهی که بر میکروب‌های همزیست در جنگل‌های کاج متمرکز شده‌اند.

در مکان‌های بسیار خشک مانند بیابان‌های جنوب غربی ایالات متحده، نویسندگان دریافتند که درختان دارای گونه‌ای منحصربه‌فرد از قارچ میکوریزی هستند که به ریشه‌های گیاه متصل می‌شود و به آن کمک می‌کند آب و مواد مغذی به دست آورد. همانطور که آنها دماهای شدیدتر و خشکسالی های پیش بینی شده تحت تغییرات آب و هوایی در این مناطق را شبیه سازی کردند، فراوانی قارچ های میکوریزا افزایش یافت و نشان می دهد که درختان ممکن است برای رفع تشنگی خود در زمانی که آب کمیاب است، کمک بیشتری از قارچ ها دریافت کنند. اما آرایه گونه‌های قارچ میکوریزا در این محیط‌های خشک، تنوع بسیار کمتری نسبت به آب‌وهوای معتدل‌تر داشتند و پیش‌بینی می‌شود در صورت افزایش دما، حتی بیشتر کاهش یابد.

نتایج نشان می‌دهد که با گرم شدن زمین، هوای گرم و خشک به طور فزاینده‌ای در جنوب غربی به ارمغان می‌آورد، درختان پوپولوس آسیب‌پذیر ممکن است با همزیست‌های قارچی کمتری برای انتخاب باقی بمانند. قارچ‌ها محیط‌های مرطوب‌تری را ترجیح می‌دهند، بنابراین احتمال دارد بسیاری از گونه‌ها نتوانند با کمبود رطوبت مقابله کنند.

مایکل ون نولند، نویسنده ارشد این مطالعه، محقق سابق فوق دکتری در استنفورد که اکنون دانشمند ارشد داده در دانشگاه استنفورد است، می گوید: «تنوع برای پایداری و بهره وری کلی این سیستم ها بسیار مهم است، بنابراین بسیار نگران کننده است که ممکن است شاهد کاهش تنوع قارچی باشیم.

حفاظت در آینده
درختان پوپولوس به دلیل گستره وسیع، توانایی رشد در انواع اکوسیستم ها و رشد مجدد سریع پس از آتش سوزی های جنگلی، از هزاران گونه دیگر پشتیبانی می کنند، مقادیر قابل توجهی کربن را در خاک جذب می کنند و سایر خدمات حیاتی اکوسیستم را ارائه می دهند. درک چگونگی تعامل درختان پوپولوس با جوامع قارچی و اینکه چگونه این روابط احتمالاً در آینده تغییر می کند، می تواند به حفاظت و احیای جنگل در سراسر آمریکای شمالی کمک کند.

برای مثال، اگر محققان بتوانند تشخیص دهند که کدام میکروب ها برای کمک به زنده ماندن درختان در دماهای گرم تر سازگار هستند، ممکن است این قارچ ها را به خاک یا برگ ها اضافه کنند تا به درختان کمک کند تا با آب و هوا کنار بیایند. همچنین می تواند به تلاش های کشت کمک کند: گونه های Populus به دلیل رشد سریعشان به عنوان منبعی برای سوخت های زیستی در نظر گرفته می شوند.

تغییرات آب و هوایی در جوامع قارچی می تواند بر سلامت اکوسیستم های جنگلی در سراسر جهان تأثیر بگذارد، زیرا بیشتر گونه های درختی برای رشد به مشارکت قارچ ها متکی هستند. قارچ های میکوریزا در ریشه ها و خاک اطراف نه تنها به درختان کمک می کنند تا با خشکسالی کنار بیایند، بلکه اغلب به عنوان شرکای تجاری عمل می کنند و کربن را در ازای مواد مغذی مورد نیاز درختان مانند فسفر و نیتروژن می پذیرند. بسیاری دیگر احتمالاً به روشی عمل می کنند که دانشمندان هنوز شناسایی نکرده اند.

تغییر شرایط، تغییر جوامع
محققان برای به دست آوردن نمونه وسیعی از جوامع قارچی که با درختان پوپولوس همزیستی دارند، برگ‌ها، ریشه‌ها و خاک را از بیشه‌های پوپولوس در مناطقی از بیابان‌های آریزونا و جنگل‌های مرطوب لوئیزیانا تا شمال مرز کانادا جمع‌آوری کردند. در داخل هر نمونه، آنها شناسایی کردند که کدام قارچ وجود دارد و چقدر رایج است و در مجموع بیش از 9500 نوع قارچ را پیدا کردند.

کارولین داوز، نویسنده ارشد این مطالعه، مدرس دانشگاه استنفورد که تحقیقات دکترای خود را در آزمایشگاه پی انجام داد، گفت: «برخی از این گونه‌های پوپولوس محدوده‌های جغرافیایی عظیمی دارند. نگاه کردن به گونه‌های مشابه در بسیاری از شرایط محیطی مختلف - انواع مختلف خاک، دما، بارندگی فصلی - به ما حس تنوع کامل قارچ‌هایی را داد که می‌توانند با این درختان مرتبط باشند و اینکه چگونه جمعیت‌های منفرد درختان ممکن است در شرایط واقعاً متفاوت زنده بمانند. محیط ها.”

پی گفت: «ما امیدواریم که این کار به روشن کردن تنوع بی‌نظیر حیات قارچی که در خاک و جوامع گیاهی ما وجود دارد کمک کند. ما نمی توانیم آنها را به راحتی با چشمان خود ببینیم، اما آنها تأثیر زیادی بر دنیای اطراف ما دارند.

تهیه کننده محمدرضا نائیجی

https://sustainability.stanford.edu/news/fungi-and-future-forest-health