Arvores e Cogumelos: Rede subterrânea: as conexões surpreendentes sob seus pés
Caminhando pela floresta, é mais fácil prestar atenção ao que está acontecendo ao nível dos olhos e acima. Pássaros, sol, vento, ramos, há muito para observar. Da próxima vez que estiver explorando uma floresta, considere o que está abaixo do solo, folhas e musgo que cobrem o solo. Debaixo do solo da floresta, entrelaçado com as raízes das árvores, existe uma fascinante rede microscópica de fungos.
Woodwide Web
Quando a maioria de nós pensa em fungos, imaginamos cogumelos brotando do solo. Esses cogumelos são de fato o “fruto” do fungo, enquanto a maioria do organismo fúngico vive no solo entrelaçado com as raízes das árvores como uma vasta rede de micélio. O micélio são “fios” incrivelmente minúsculos do organismo fúngico maior que se enrolam ou perfuram as raízes das árvores. Juntos, o micélio compõe o que é chamado de “rede micorrízica”, que conecta plantas individuais para transferir água, nitrogênio, carbono e outros minerais. O silvicultor alemão Peter Wohlleben apelidou essa rede de “woodwide web”, pois é por meio do micélio que as árvores “se comunicam”.
Em florestas saudáveis, cada árvore está conectada a outras por meio dessa rede, permitindo que as árvores compartilhem água e nutrientes. Para mudas que crescem em áreas particularmente sombreadas, não há luz solar suficiente atingindo suas folhas para realizar a fotossíntese adequada. Para sobreviver, a muda depende de nutrientes e açúcar de árvores mais velhas e altas enviadas pela rede micorrízica. Um estudo sobre abetos de Douglas na Universidade de Reading, na Inglaterra, indica que as árvores reconhecem as pontas das raízes de seus parentes e as favorecem ao enviar carbono e nutrientes através da rede fúngica. [1]
A ecologista Suzanne Simard levanta a hipótese de que o fungo que liga as árvores é motivado pela necessidade de garantir sua própria fonte de carbono. A rede micorrízica desempenha um papel de distribuição para manter as árvores conectadas ao micélio vivas e saudáveis e o suprimento de carbono dos fungos consistente. [2] Como uma espécie de pagamento por seus serviços, a rede micorrízica retém cerca de 30% do açúcar que as árvores conectadas geram por meio da fotossíntese. O açúcar alimenta os fungos, que por sua vez coletam fósforo e outros nutrientes minerais no micélio, que são então transferidos e usados pelas árvores. [1]
Árvores Mães
Um elemento-chave nas redes árvore-fungo são as árvores centrais. Também chamadas de “árvores-mãe”, são as árvores mais velhas e maduras de uma floresta. Normalmente, eles têm as conexões mais fúngicas. Suas raízes são estabelecidas em solos mais profundos e podem alcançar fontes de água mais profundas para passar para mudas mais jovens. Por meio da rede micorrízica, essas árvores centrais detectam problemas de saúde de seus vizinhos a partir de sinais de socorro e enviam a eles os nutrientes necessários.
Essas descobertas sugerem que as árvores desenvolveram relações simbióticas complexas para a sobrevivência das espécies. A rede micorrízica é parte integrante dessa conectividade e, embora os fungos geralmente atuem em seu próprio interesse, eles facilitam a saúde e a sobrevivência até mesmo das maiores árvores.
Da próxima vez que visitar uma floresta, enquanto caminha por entre as árvores, pare um momento para pensar sobre as trocas complexas que acontecem sob seus pés. A rede micorrízica é fundamental para fornecer os nutrientes vitais que mantêm nossas florestas saudáveis.
Da próxima vez que visitar uma floresta, enquanto caminha por entre as árvores, pare um momento para pensar sobre as trocas complexas que acontecem sob seus pés. A rede micorrízica é fundamental para fornecer os nutrientes vitais que mantêm nossas florestas saudáveis.
Como as redes de micélios e micorrizas beneficiam a floresta
Brad Milne – https://www.betterplaceforests.com/blog/
O mundo natural está cheio de maravilhas. Caminhando pela floresta, muitas dessas maravilhas estão à vista, mas um dos segredos mais fascinantes da floresta está fora de vista, sob nossos pés. Abaixo do solo, redes extensas e intrincadas de organismos fúngicos conectam a floresta. As redes de micélio e micorriza transferem água, nutrientes e informações entre as árvores. Essas redes são uma parte fundamental do ecossistema florestal e ajudam nossas florestas a prosperar.
O que são redes de micélio e micorrizas?
A parte de um fungo com a qual estamos familiarizados – o cogumelo – constitui apenas uma pequena parte do organismo. A maioria existe abaixo do solo na forma de micélio. O micélio é feito de fios minúsculos que penetram nas raízes das árvores e crescem em grandes redes. Essas redes são chamadas de redes micorrízicas, das palavras gregas para fungos (myco) e raiz (rhiza).
Por meio dessas redes, as árvores da floresta trocam água e nutrientes valiosos entre si. Eles têm uma relação simbiótica com os fungos, que retêm algum carbono e açúcares para seu próprio crescimento. Há até pesquisas que sugerem que as árvores são capazes de se comunicar umas com as outras por meio dessas redes de micorrizas.
Como funcionam as redes micorrízicas?
Estudos têm mostrado que as árvores que vivem próximas umas das outras transferem água e nutrientes umas para as outras através de redes micorrízicas. As árvores mais antigas e estabelecidas na rede são chamadas de “árvores centrais” ou “ árvores-mãe ”. Suas raízes se aprofundam no solo, o que significa que elas têm acesso a ainda mais recursos para passar para outras árvores. A pesquisa também mostra que as árvores “conversam” umas com as outras enviando sinais químicos através de redes micorrízicas. Eles podem enviar e detectar sinais de socorro e enviar recursos para as árvores necessitadas.
Ainda há muito que não sabemos sobre os mecanismos das redes de micorrizas. Muitos caracterizaram a maneira como as árvores se comunicam e compartilham através das redes como gentis e caridosas, mas alguns pesquisadores apontaram que poderia haver mais um elemento de competição. Por exemplo, as árvores têm maior probabilidade de compartilhar recursos com outras árvores do mesmo tipo. Isso sugere que uma das razões pelas quais as árvores usam a rede é promover a sobrevivência de suas próprias espécies. Existem árvores que compartilham recursos com outras espécies, mas somente se fizerem parte da mesma rede micorrízica.
Como essas redes de micélios e micorrizas beneficiam a floresta?
O micélio e as redes de micorrizas que eles criam são parte integrante de uma floresta saudável. Saiba mais sobre seus benefícios
Eles são bons para a saúde das árvores
Anteriormente, acreditava-se que as árvores criavam todos os seus alimentos por meio da fotossíntese. No entanto, a pesquisa sobre as redes micorrízicas revelou uma rede de madeira através da qual as árvores passam e recebem água, carbono, açúcar e outros nutrientes valiosos. Se uma árvore tem recursos adicionais de que não precisa, eles são absorvidos pelo micélio em suas raízes. Uma árvore com problemas de saúde pode acessar esses nutrientes em excesso por meio da rede de micélio.
Eles promovem o crescimento de novas árvores
A partilha de recursos pode ser particularmente benéfica para as árvores jovens. Mudas no sub-bosque têm acesso limitado à luz solar, uma parte essencial da fotossíntese. Na ausência de luz suficiente, as redes micorrízicas permitem que as mudas recebam alimentos de árvores estabelecidas com bastante acesso à luz solar.
Eles ajudam a proteger as árvores de ameaças
Os sinais químicos que as árvores enviam através dos micélios ajudam a proteger contra ameaças. Se uma árvore está sendo atacada por uma espécie invasora, praga ou doença, ela pode enviar sinais e informações de socorro. Por exemplo, no caso de insetos herbívoros , as árvores podem produzir produtos químicos prejudiciais às pragas ou compostos que atraem seus predadores naturais.
Eles desempenham um papel importante no processamento de carbono
O solo é um sumidouro natural de carbono, semelhante às plantas e aos oceanos. As redes de micorrizas processam o carbono trazido pelas árvores. Eles capturam grandes quantidades de carbono e o retêm no solo. Mantendo mais carbono fora de nossa atmosfera.
Por que as redes de micorrizas precisam ser protegidas?
Está claro como as redes de micorrizas são fundamentais para a saúde da floresta. Infelizmente, as mudanças nos ambientes em grande parte impulsionadas pelos humanos representam uma ameaça à sua existência. O desmatamento e os pesticidas químicos podem danificar gravemente e interromper as redes de micorrizas. Isso tem um efeito indireto sobre todas as árvores e vida selvagem na área circundante. E, claro, dificulta a capacidade das redes de absorver carbono. Esta é apenas mais uma razão pela qual é tão importante nutrir e proteger nossas florestas.
Da próxima vez que estiver na floresta, reserve um momento para pensar na incrível rede de micélio sob seus pés. Em meio à paz e sossego, o chão da floresta é uma colméia de atividade, trabalhando duro para tornar a floresta o lugar bonito que é. Respire fundo e aprecie esta maravilha natural que sustentou nossas florestas por milhares de anos e continuará ajudando-as a prosperar nos próximos anos.
Ciência nas notícias
Explorando a Rede Subterrânea de Árvores – O Sistema Nervoso da Floresta
por Valentina Lagomarsino
figuras por Hannah Zucker (https://sitn.hms.harvard.edu/)
Quando os cientistas estudaram pela primeira vez a estrutura das células nervosas que compõem o cérebro humano, notaram sua forte semelhança com as árvores. Na verdade, dendritos, o termo para descrever as projeções de uma célula nervosa, vem da palavra grega Dendron, que significa “árvore”. Embora a conexão na aparência das células nervosas tenha sido feita com as árvores, a comparação pode ter sido mais adequada do que inicialmente imaginado: os cientistas estão começando a descobrir que as árvores têm seu próprio tipo de sistema nervoso capaz de facilitar a comunicação, a memória e o aprendizado das árvores . .
As florestas são sistemas complexos
As florestas cobrem 30% da superfície terrestre da Terra e abrigam mais de um bilhão de árvores . As florestas são conhecidas como “sumidouros de carbono” porque as árvores absorvem dióxido de carbono do ar, armazenam o carbono em seus troncos e exalam oxigênio. Os cientistas aproveitaram essa propriedade para medir a proporção entre duas formas naturais de carbono ( 12 carbonos e 14 carbonos) para atribuir uma idade às árvores, uma técnica denominada datação por carbono . Usando essa técnica, os cientistas descobriram que as árvores que vivem em florestas, como a colônia de árvores chamada Pando , tendem a viver mais do que as árvores que vivem em ambientes urbanos, muitas vezes isoladas. Dendrologistas, cientistas que estudam plantas arborizadas, pensaram que talvez as árvores que viviam juntas estivessem se ajudando enviando recursos por meio de suas raízes. Para testar isso nas florestas da América do Norte, os dendrologistas utilizaram uma técnica chamada rastreamento de isótopos . Neste experimento , os cientistas injetaram gás de dióxido de carbono substituído por carbono 14 radiomarcado no tronco de bétulas (Figura 1). Quando os abetos próximos foram cobertos por um pano sombreado, para bloquear sua capacidade de adquirir nutrientes por meio da fotossíntese , os cientistas encontraram um nível mais alto de carbono 14 radiomarcado em seu tronco, o que significa que eles devem ter recebido açúcares da bétula. Esses experimentos confirmaram que as árvores estão realmente se comunicandouns com os outros e compartilhando nutrientes através de suas raízes, formando um sistema complexo às vezes chamado de “teia larga da madeira”.
Com uma pequena ajuda dos meus amigos
Essa complexa rede que conecta árvores depende de uma relação simbiótica com micróbios no solo, como fungos e bactérias. Simbiose é quando dois organismos separados formam uma relação mutuamente vantajosa entre si. Os fungos podem cobrir uma grande área de superfície desenvolvendo filamentos fúngicos brancos conhecidos como micélio. O micélio se espalha no topo das raízes das árvores absorvendo os açúcares da árvore e fornecendo minerais vitais de volta à árvore, como nitrogênio e fósforo (Figura 2). Essa relação simbiótica entre as raízes das árvores e os fungos é conhecida como rede micorrízica (do grego Myco, “fungos” e Rhiza, “raiz”).
Para identificar as espécies que constituem a rede micorrízica, os cientistas utilizaram avanços tecnológicos recentes em sequenciamento de DNA e análise de big data. Os microbiologistas identificaram diferentes espécies de fungos e bactérias que formam relações simbióticas com diferentes espécies de árvores. Os cientistas acreditam que todas as árvores têm uma rede micorrízica, mas as árvores só se comunicam entre si se as espécies de fungos e bactérias que constituem suas redes micorrízicas forem as mesmas. A combinação mais comum de fungos constitui a rede micorrízica arbuscular (AM), que é importante para a absorção de nutrientes em 65% de todas as árvores e espécies de plantas.. Os 35% restantes das espécies de árvores e plantas podem ter combinações de outras variedades de fungos que compõem suas redes.
Ao investigar as diferentes interações entre as espécies de árvores, os cientistas descobriram que as árvores aproveitam as semelhanças e diferenças em sua “maquiagem” microbiana para reconhecer outras árvores de sua própria espécie e , preferencialmente, compartilham nutrientes com elas por meio de sua rede micorrízica. Esse comportamento, conhecido como “reconhecimento de parentesco”, foi recentemente explorado quando várias famílias de árvores Douglas Fir foram plantadas em um terreno e experimentos de rastreamento de carbono indicaram que árvores da mesma família compartilhavam mais carbono do que entre árvores de famílias diferentes. Os cientistas ainda estão investigando por que isso está acontecendo, mas a hipótese é que todas as plantas evoluíram para ter reconhecimento de parentes para fins reprodutivos.Da mesma forma, há conversas cruzadas entre diferentes espécies de árvores que compartilham a mesma rede micorrízica, como entre bétulas e abetos (Figura 3). Foi demonstrado que a comunicação entre espécies de árvores aumenta a aptidão e a resiliência das árvores.
As redes micorrízicas são extremamente importantes para a saúde das árvores em tempos de perigo. Certas espécies de fungos podem facilitar a resiliência das árvores a certos estressores ambientais, como predadores, toxinas e micróbios patogênicos que invadem um ecossistema. Usando uma técnica chamada alelopatia , na qual um sinal químico é enviado pela rede micorrízica, as árvores podem alertar seus vizinhos sobre um predador invasor ou inibir o crescimento de espécies de plantas invasoras. As árvores ao redor podem se defender liberando hormônios voláteis ou produtos químicos para deter predadores ou insetos patogênicos. Verificou-se até que as árvores podem enviar um sinal de estresse para as árvores próximas após um grande distúrbio florestal, como o desmatamento.
A mudança climática afeta o microbioma da floresta
As árvores dependem de um ecossistema florestal saudável para prosperar e se proteger do perigo. Os seres humanos dependem de um ecossistema florestal saudável para poder inalar oxigênio limpo. No ano passado, milhões de pessoas em todo o mundo experimentaram os efeitos devastadores das mudanças climáticas . As mudanças climáticas não apenas afetam a saúde e o bem-estar humanos , mas também o ecossistema de nossos oceanos e florestas . Desmatamento iniciado pelo homemcontribui para a mudança climática, reduzindo o número de árvores que estão disponíveis para absorver o dióxido de carbono. O desmatamento não apenas remove as árvores que estão sendo derrubadas, mas também afeta as árvores que ainda estão vivas, interrompendo a rede micorrízica que é importante para a comunicação intra-árvore.
Mudanças no clima, como visto através do aumento das secas e temperaturas extremas , podem perturbar ainda mais a biodiversidade dos micróbios na floresta. Esse declínio na biodiversidade é conhecido como evolução humana assistida, ou “ seleção não natural ”. A microbiota alterada da floresta pode então alterar os nutrientes que as árvores são capazes de receber e podemos começar a ver mudanças na morfologia das árvores, particularmente na forma das folhas . Isso mudaria a capacidade fotossintéticada árvore; por exemplo, folhas menores têm menos área de superfície para absorção de luz, o que afetará negativamente sua capacidade de absorver os raios solares e produzir açúcares por meio da fotossíntese. Isso poderia potencialmente inibir o crescimento das árvores e a quantidade de carbono que as árvores podem compartilhar com os fungos. Além disso, sem uma rede micorrízica biodiversa, as árvores estão se tornando mais suscetíveis à destruição por espécies de insetos invasores e nocivos . É claro que o impacto que estamos causando no meio ambiente se perpetua e caminha em uma direção terrível para a saúde de nossas florestas, mas ainda há esperança . Alguns cientistas estão tentando combater a mudança climática usando técnicas de edição de genes para restaurar ecossistemas que foram extintose pela engenharia de micróbios sintéticos que são importantes para um ecossistema próspero.
As árvores são consideradas os organismos vivos mais antigos do planeta. Ao longo dos séculos, eles resistiram às mudanças em seu ambiente devido à sua relação simbiótica com fungos e outros micróbios. Há muito mais descobertas a serem feitas para entender a sabedoria ancestral de nossas florestas e os micróbios invisíveis que mantêm nossos ecossistemas em harmonia.
Valentina Lagomarsino é aluna de doutorado do primeiro ano do programa de Ciências Biomédicas Biológicas da Universidade de Harvard.
Hannah Zucker é doutoranda do segundo ano do Programa de Neurociências da Universidade de Harvard.
